윤활유

 




潤滑油 / Lubricant
1. 개요
2. 성분 및 요구되는 성질
3. 윤활유의 종류
3.1. 기유(base oil)의 종류에 따른 분류
3.2. 사용되는 분야에 따른 분류
4. 윤활유의 규격
5. 윤활유에 관련된 여러 이야기


1. 개요

넓은 의미에서의 윤활유는 마찰을 줄이기 위해 기계요소 사이에 도포하는 기름으로 공급원이 무엇인지는 따지지 않으며, 산업 혁명 이래 19세기 중후반까지는 공업용 윤활유로서 포경업으로 조달되는 고래기름 등이 많이 사용되었다. 물론 우지 같은 다른 동물성 기름은 물론 올리브유 같은 식물성 기름도 사용되곤 했다. 고래 남획에 따른 개체수 격감이 문제가 되자 식물유, 석유 등의 대체물질이 제안되었고, 20세기 이후부터는 사실상 석유를 주원료로 한 윤활유가 대세가 되었다. 따라서 오늘날에는 윤활유라고 하면 대략 석유를 주원료로 하여 제조된 것을 지칭한다.
특히 점도가 높은 것은 그리스라고도 한다.

2. 성분 및 요구되는 성질

윤활유의 성분은 제조사마다 크게 차이가 있으나, 광유의 경우 석유의 분별증류 과정에서 대략 380~500℃ 정도에서 나오는 기름을 여과하여 각종 첨가제를 더해 만들며, 합성유의 경우는 폴리올레핀, 에스테르, 실리콘, 플루오르화탄소 등의 성분이 들어 있다.
윤활유에는 대체로 다음과 같은 성질이 요구된다.
  • 끓는점이 높을 것
  • 녹는점이 낮을 것
  • 온도의 변화에 따라 점도가 적게 변할 것
  • 열 및 산화에 대해 안정적일 것
  • 부식방지의 효과가 있을 것
  • 가격이 비교적 저렴할 것

3. 윤활유의 종류


3.1. 기유(base oil)의 종류에 따른 분류

  • 광유(Mineral oil)
원유에서 분별증류된 것을 여과하여 고체불순물 등을 최대한 제거한 것으로, 미국석유학회(American Petroleum Institute, 약칭 API)의 분류에 따르면 제1군(Group I)에서 제5군(Group V)까지의 5등급 중 제1, 2군이 해당된다.
  • 제1군(Group I) - 분별증류된 기름 90% 미만, 황 0.03% 초과, 자동차기술자협회(Society of Automotive Engineers, 약칭 SAE International) 점도지수 80~120의 것.
  • 제2군(Group II) - 분별증류된 기름 90% 미만, 황 0.03% 이하, SAE 점도지수는 제1군과 동일.
  • 합성유(Synthetic oil)
폴리알파올레핀(Polyalpha-olefin, 약칭 PAO)이나 인산에스테르(Organophosphate) 등을 주성분으로 하며 화학적으로 합성된다. API 분류에 따르면 제3, 4, 5군이 해당된다.
  • 제3군(Group III) - 분별증류된 기름 90% 미만, 황 0.03% 이하, SAE 점도지수 120 초과의 것. 통칭 VHVI (Very High Viscosity Index).
  • 제4군(Group IV) - 폴리알파올레핀.
  • 제5군(Group V) - 제1~4군 이외의 모든 것.

3.2. 사용되는 분야에 따른 분류

  • 기어오일(Gear oil)
    • 수동기어용 오일(Gearbox fluids)
    • 자동기어용 오일(Automatic transmission fluid)
  • 유압유(Hydraulic fluid)
    • 브레이크 오일(Brake fluid)
  • 엔진 오일(Engine oil)
    • 자동차용 엔진오일
      • 가솔린엔진용 오일
      • 디젤엔진용 오일
      • 2행정엔진용 오일 - 연료와 혼합하는 방식으로 공급한다.
    • 항공기용 엔진오일

4. 윤활유의 규격

윤활유의 규격에는 여러 가지가 있으나, 점도 규격으로는 미국에서 설립된 비영리조직인 SAE의 규격이 가장 일반적으로 통용되고 있다. 엔진오일에서 자주 볼 수 있는 SAE 5W-30 같은 표기방법이 바로 그것으로, 5W와 같은 W 앞 숫자는 저온 유동성을 나타내고, W 뒤의 30과 같은 숫자는 100℃에서의 점도로 구분된다. W 앞 숫자가 낮을수록 저온유동성이 우수하고 W 뒷 숫자가 높을수록 100℃ 점도가 높으므로, 쉽게 점도를 비교할 수 있다.
엔진오일의 성능 규격으로는 API와 ILSAC(International Lubricants Standard and Approval Committe, 국제윤활유 표준화 및 승인위원회)규격이 널리 쓰이고 있으며, API의 성능규격으로 가솔린엔진용은 S, 디젤엔진용은 C로 표기된다. 광고에서 볼 수 있는 문구인 SN급 엔진오일이라는 말도 바로 API 규격에서 온 것이다. ILSAC GF 등급도 API-S 등급과 함께 널리 사용된다. 이외에도 유럽의 유럽자동차제조사협회(Association des Constructeurs Européens d'Automobiles, 약칭 ACEA)나 일본의 일본자동차규격(Japanese Automotive Standards Organization, 약칭 JASO) 등의 공용규격과 개별 메이커의 독자규격이 있으며, 모터사이클용 엔진오일 규격은 JASO 규격을 따르고 있다.
자동차의 엔진오일을 교환하거나 보충할 때에는 차량 매뉴얼 및 엔진오일 캡에 기재된 점도와 성능 규격의 것을 찾아서 넣으면 된다. 한/미/일산 가솔린 엔진에는 주로 API와 ILSAC 등급이, 승용 디젤 엔진과 유럽산 가솔린 엔진에는 주로 ACEA 등급이 사용된다.

5. 윤활유에 관련된 여러 이야기

교환주기에는 자동차 제조사나 윤활유 제조사와 소비자의 입장차이가 크다. 엔진오일을 예로 들어 살펴보면 자동차 제조사들은 일반기준 6개월~1년 및 10,000~20,000km의 교환주기를 권장하며 일부 윤활유 제조사의 장수명 엔진오일 제품은 SI 단위 기준 25,000km, 미국 단위계 기준 15,000마일(24,140.16km) 이상의 장수명을 어필하는 경우도 있다. 그러나 소비자들은 자동차 제조사들이 가혹 기준으로 제시하는 3개월~6개월 및 5,000~10,000km 정도를 교환주기로 하는 경우가 많다. 이 문제에 대해서 저렴한 VHVI 기유를 사용한 제품을 자주 교환 할 것인지, 아니면 비싼 PAO 기유를 사용한 제품을 오래 쓸 것인지는 자동차 커뮤니티에서 오랜 논쟁거리 중 하나다.
VHVI 기유의 성능 향상과 PAO 기유의 첨가제 용해성 문제로 인해, 최신 인증규격을 받은 엔진오일 중 PAO 기유만을 사용한 제품들은 거의 없으며 VHVI 기유와 PAO 기유를 혼합하여 사용하는 경우에도 PAO 기유의 비율이 점차 줄어들고 있다. 이를 노려 일본의 군소 제조사의 엔진오일 제품들이 리터당 3만 원 이상의 비싼 가격을 받으면서 PAO 기유나 에스테르 기유만을 사용한 것과 수많은 인증내역을 광고하고 있지만, 현실은 시궁창으로 MSDS(Material Safety Data Sheet, 물질안전보건자료)에 기유의 종류를 공개하지 않는 것은 양반이고 그 MSDS조차 전혀 공개하지 않은 경우가 많다. 또한 API 같은 인증기관이나 개별 자동차 제조사의 인증제품 리스트에서 이들의 제품이 없는 경우가 많으며,[1] 심지어 ILSAC GF-5와 ACEA A3/B3 혹은 A3/B4 혹은 C3같이 공존할 수 없는 인증규격이 같이 붙어있는 경우도 허다하니 자동차를 보유하고 있는 위키니트들은 업자의 말빨과 광고에 속지 말자.

[1] BMW 인증을 받았다고 용기에 표기가 되어 있는데, 정작 BMW의 인증 리스트에 없었기에 교환점에서 사용을 중지하여 이슈가 된 제품도 있다.

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