고급휘발유 일반휘발유 주유 차이, 자동차 노킹 현상 원인-옥탄가

최근 고급 휘발유와 일반 휘발유 사이에 많은 논란이 있습니다. "특히 수입자동차, 고급자동차에는 반드시 고급 휘발유를 주유해야 한다." 또는 "일반 휘발유를 주유해도 괜찮다." 그리고 "모든 자동차에 고급 휘발유를 주유하게 되면 자동차의 출력이나 연비 향상에 도움이 된다."등등 말들이 많습니다. 솔직히 일반 휘발유 보다 고급 휘발유는 주유소에 따라 다소 다르긴 하지만 약 20% 정도 비싸기 때문에 고급 휘발유로 주유하기도 경제적 부담이 있는 것도 사실입니다. 따라서 이번 시간에는 고급 휘발유와 일반 휘발유의 차이, 고급 휘발유는 어떠한 자동차에 사용해야 하는지 그리고 고급 휘발유를 사용해야 하는 원인 중 자동차 엔진의 노킹(Knocking) 현상의 원인 등등에 대하여 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.

 

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엔진 실린더 내 연료를 연소 시키는 모습

 

목차

• 고급 휘발유와 일반 휘발유의 차이
• 엔진 노킹 현상의 원인
• 우리나라 주유소에서 판매하고 있는 고급휘발유와 일반휘발유의 옥탄가
• 내 차에 고급 휘발유를 사용해야 하는가? 일반 휘발유를 사용해야 하는가?
• 고급 휘발유를 요구하는 자동차에 일반 휘발유를 주유하는 경우
• 일반휘발유를 요구하는 자동차에 고급 휘발유를 주유하는 경우
• 글을 마치며

 

고급 휘발유와 일반 휘발유의 차이

 

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고급 휘발유와 일반 휘발유의 차이를 설명하기 위해서는 우선 우리가 흔히 말하는 휘발유의 옥탄가 (Octane Number)에 대해서 알아야 합니다. 그럼 옥탄가는 무엇인가? 복잡하고 어려운 내용은 생략하고 간단히 말해 휘발유가 엔진 실린더 내에서 연소할 때 엔진 노킹의 정도를 측정하는 값이라 보시면 됩니다. 자동차 엔진의 노킹 현상은 휘발유가 실린더 내에서 연소할 때 불안정한 조건으로 연소되어 엔진 실린더 내부의 압력을 변화시키고 이로 인한 진동을 발생시켜 "따따따 따~~"하는 소음을 발생시키게 됩니다. 이러한 현상을 노킹 현상이라 하는데 이에 대해서는 아래에 다시 자세히 설명드리겠습니다. 다시 옥탄가로 돌아와서 즉, 옥탄가가 높으면 엔진 노킹 현상에 대한 저항성이 높아지게 됩니다. 따라서 우리나라에서 휘발유를 구분할 때 옥탄가가 높은 휘발유를 고급 휘발유라 부르고, 반대로 고급 휘발유 보다 상대적으로 옥탄가가 낮은 휘발유를 일반 휘발유라 부르고 있습니다.

 

엔진 노킹 현상의 원인

 

자동차의 가솔린 엔진은 휘발유를 연소시켜 동력을 만들어 냅니다. 휘발유의 연소 과정은 공기와 휘발유를 흡입하는 피스톤의 흡기행정, 혼합된 휘발유와 공기를 압축하는 압축행정, 혼합된 연료와 공기를 점화플러그의 스파크로 점화시켜 폭발시키는 폭발행정, 끝으로 연소되면서 생긴 가스를 배출시키는 배기행정, 총 4 행정으로 이루어집니다. 이러한  휘발유의 연소 과정은 아주 빠르게 반복되기 때문에 실린더 내부에 많은 열이 발생시키게 됩니다.

 

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엔진 노킹 현상이 발생하는 원인

 

엔진의 노킹은 피스톤의 압축행정과 폭발행정 중에 발생하게 됩니다. 엔진의 노킹이 발생하는 원인은 위의 그림에서 볼 수 있듯이 압축 행정 과정에서 큰 압축비와 고온에서 노킹에 대한 저항성이 부족한 옥탄가가 낮은 연료를 사용하는 경우 연소 과정 중 피스톤이 실린더의 상사점에 도달하기 전, 즉 점화플러그의 스파크가 발생하기 이전에 자연 발화가 되고, 이후 점화플러그의 스파크에 의해 다시 발화하게 되면, 이러한 의도치 않은 발화들의 화염이 충돌을 일으키면서 엔진 실린더 내에 압력의 변화를 일으키고 이러한 압력 변화가 큰 진동을 발생시켜 앞서 언급했던 엔진에 "따따따 따~~"하는 소음을 발생시키게 됩니다. 이러한 현상을 우리는 노킹 현상이라고 부릅니다. 이러한 노킹 현상이 지속되면 실린더, 피스톤, 커넥팅 로드, 크랭크 샤프트 등 엔진 내부의 구조적 손상을 가져올 수 있습니다.

 

우리나라 주유소에서 판매하고 있는 고급휘발유와 일반휘발유의 옥탄가

 

옥탄가를 측정하는 방법에는 몇 가지 방식이 있는데 우리나라에서는 미국, 캐나다, 브라질을 제외하고 일본, 유럽 등 대부분의 나라에서 사용하고 있는 RON(research Octain Number) 규격을 사용하고 있습니다. 특히 우리나라에서는 일반 휘발유는 옥탄가 RON 91~93, 고급 휘발유는 옥탄가 RON 94 이상으로 법으로 규정하고 있습니다. 이에 우리나라에서 판매하고 있는 정유회사들은 고급 휘발유의 경우 RON 100 수준으로 관리, 판매하고 있다고 합니다.

 

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	옥탄가
일반 휘발유	RON 91~93
고급 휘발유	RON 94 이상

 

자동차 연료 주유기의 모습

 

내 차에 고급휘발유를 사용해야 하는가? 일반휘발유를 사용해야 하는가?

 

최근 자동차 제조회사들은 최신 기술을 적용한 고성능의 자동차들을 많이 개발하고 있으며, 자동차의 동력성능, 특히 엔진 성능을 향상하기 위해 대 배기량, 높은 엔진회전수, 높은 엔진 압축비 등등을 통하여 엔진 성능을 향상하기 위해 많은 노력을 하고 있습니다. 따라서 점점 자동차의 고성능화에 따른 엔진 구조적인 요구 사항도 높아지고 엄격해지고 있습니다. 따라서 엔진 설계 초기부터 연료의 옥탄가를 미리 설정해 놓고 실린더 사이즈, 엔진 회전수, 엔진의 압축비, 연료 분사량, 연료 분사 시기, 점화시기 등등을 최적으로 설정하여 설계하고 있습니다. 그러므로 각각의 엔진에는 설계 시 기대 성능을 만족시키기 위해 요구하는 연료의 옥탄가가 정해져 있으며, 고성능 자동차의 경우, 높은 옥탄가 RON 95 이상 또는 RON 98 이상의 고급 휘발유를 요구하기도 합니다. 이를 확인하기 위해서는 자동차의 사용자 설명서 또는 자동차 연료 도어 안쪽에 보시면 스티커 또는 양각으로 요구하는 연료의 옥탄가가 표시를 확인하시기 바랍니다.

 

최근 우리나라에서도 고성능의 고급자동차가 개발되면서 높은 옥탄가의 연료를 요구하는 자동차가 출시되고 있는 추세이긴 하지만, 일반적인 자동차의 경우는 대부분 일반 휘발유, 옥탄가 RON 91에 맞추어 엔진을 개발하고 판매하고 있습니다.

 

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고급 휘발유를 요구하는 자동차에 일반 휘발유를 주유하는 경우

 

최근 개발되는 자동차에는 엔진의 노킹을 감지하고 있는 센서가 적용되어 엔진 노킹시 연료 분사량을 제어한다던지 점화시기를 제어한다든지 하여 노킹을 방지하고 있으며, 이로 인해 엔진의 구조적 손상 가능성은 줄일 수 있지만, 고급 휘발유를 요구하는 자동차에 일반 휘발유를 주유하게 되면 자동차 제조회사 설계자들이 초기 기대했던 그 자동차의 최대 성능은 발휘할 수가 없게 됩니다. 또한 연료 분사량 및 점화시기의 제어 범위는 한정되어 있고, 제어 범위를 벗어나는 문제점들이 발생하고 이것이 누적될 경우에 장기적으로는 엔진에 무리를 줄 수 있다고 생각합니다. 따라서 높은 옥탄가의 고급 휘발유를 요구하는 자동차의 경우는 고급 휘발유를 사용하시는 것이 차량 유지 관리에 도움이 될 것이라 생각됩니다.

 

일반휘발유로 설정된 자동차에 고급 휘발유를 주유하는 경우

 

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이번에는 반대로 옥탄가 RON 91의 일반 휘발유로 설정된 자동차에 고급 휘발유를 주유하는 것은 어떨까요? 이 경우 크게 문제가 되지는 않지만 RON91에 세팅되어 있는 자동차에 고급 휘발유를 주유한다고 해서 자동차의 엔진 성능이나 연비 향상에 도움이 되지는 않습니다. 그러나 요즘 고급 휘발유에는 마찰 및 마모 저감제, 엔진 청정제 등의 첨가물들이 들어있어 이로 인한 느낌은 운전자들이 조금 느낄 수는 있으나 추천드리지는 않습니다. 그리고 "노킹현상이 있는 자동차에 고급 휘발유를 주유하면 노킹이 감소한다."라는 말이 있는데 이는 고급 휘발유를 사용함으로써 어느 정도 노킹 감소 효과가 있는 것은 사실이지만, 일반 휘발유 RON91에 세팅되어 있는 엔진의 자동차에서 노킹이 발생한다는 것은 연료의 문제라기보다는 엔진 구조적인 문제일 경우가 크므로 엔진을 정비받으시는 것을 추천드립니다.

 

 

글을 마치며

 

지금까지 일반 휘발유와 고급 휘발유의 차이와 나의 자동차에는 어떤 휘발유를 주유해야 하는지 등등에 대해서 알아봤습니다. 현재 아직까지 논란이 많고, 의견이 분분한데 고민하지 마시고 본인의 자동차의 사용설명서 또는 연료 도어 내부의 추천 옥탄가의 연료를 주유하시고 즐겁고 안전하게 드라이빙을 즐기시는 것이 속 편할 것이라 생각이 듭니다. 이 글을 읽어 주셔서 감사를 드리며, 여러분께 조금이라도 도움이 되셨으면 하는 바람입니다.

 

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