냉각수와 부동액, 대체 적정 온도는 무엇이니? 몬스터게이지로 오버히팅 관리하기!

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냉각수 온도는 왜 중요할까요? 
자동차의 수온계로 나타나는 냉각수 온도. 수온계의 화살표로 보이는 냉각수 이상 여부가 내 차량 관리에 무슨 의미인지 완전히 모르시는 분은 없을 것입니다. 오늘은 몬스터게이지로 나타나는 이 냉각수 온도의 역할과 적정온도에 대해 자세히 알아보겠습니다. 

그런데 부동액과 냉각수 같은 말이야???

시작하기에 앞서... 많은 분들이 헷갈려 하는 부동액과 냉각수의 명사적 정의를 살펴볼까 합니다. 이번 콘텐츠 만들기 위해서 이 자료 저 자료 뒤적이다 보니 상당히 혼용되고, 클xx에서는 이걸 두고 논쟁까지 벌이고 있더라고요 ㅎ 

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냉각수는 영어로 coolant라고 불립니다. 한문으로는 찰 냉, 물리칠 각, 물 수 입니다. 반면 부동액은 영어로 antifreeze이라고 하고, 한문으로는 아닐 부, 얼 동, 진 액으로 씁니다. 자세히 보시면 냉각수는 물이고, 부동액은 액체라는 점을 알 수 있습니다.  

정확히 말씀드리면 냉각수는 물과 첨가제 역할을 하는 부동액으로 구성됩니다. 냉각수는 엔진 내부를 순환하면서 엔진에서 발생하는 고열을 식혀줍니다. 여기서 부동액은 1) 진의 연소 및 마찰에서 발생한 열을 외부로 방출시키고, 2) 겨울철 냉각수가 어는 것을 방지해주는 역할을 합니다. 첨가적으로 3) 여름철 냉각수가 끓는 것을 방지해주고, 4) 금속부분에 대한 부식을 방지, 플라스틱 탱크 및 고무호스의 노화를 방지합니다. 

부동액 및 냉각수의 역할을 알아봤으면 온도의 중요성에 대해 알아보자!
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간단하게 위에서 부동액 및 냉각수의 역할과 사전적 정의를 알아보았습니다. 그러면 이번엔 왜 냉각수 온도가 중요한지 알아볼까요!?  자동차의 엔진은 연료를 폭발시켜 동력을 얻다 보니, 연기와 엔진오일이 돌아다니면서 겪게(?)되는 온도는 엄청나게 높습니다. 그 온도를 식히지 않는다면, 고무 및 플라스틱 부위의 노화, 쇠 부분의 산화 등이 더 활발하게 이루어질 것입니다. 이는 액체류의 누유 및 누수, 블로바이가스와 같은 가스류들이 역류하거나, 외부의 더러운 공기가 연소실로 들어올 수도 있습니다. 

이러한 연쇄작용을 방지하기 위해 다양한 수단이 있는데, 그중 한 가지가 바로 냉각수입니다. 
냉각수의 정상 온도는 80도~90도 사이라고 합니다. 엔진의 온도를 낮출 때 필요한 냉각수의 적정온도는 70~95도라고 알려져 있습니다. 만약 이 수준의 냉각수 온도 범위를 벗어나 레드존(Red Zone)이라고 불리는 영역까지 올라간다면 어떤 일이 벌어질까요? 

냉각수 부동액에 이상이? 오버히트(overheat)

자동차 엔진이 과열되면 열기를 식히는 냉각수와 부동액. 아래 구조를 보시면 알 수 있듯, 워터펌프에서 펌핑을 하고 엔진 내부의 통로를 돌아다니면서 뜨거워진 냉각수는 다시 서모스탯을 통해 라디에이터에서 식히거나 또는 원래의 엔진룸으로 들어갑니다. 이 때, 냉각수가 충분히 차가워지지 않고 다시 엔진의 워터재킷을 돌아다니면? 바로 오버히트(overheat)가 발생합니다. 

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그렇다면 오버히트가 벌어지면 어떻게 대처해야 할까요??
가장 쉽게 생각할 수 있는 것은 냉각수를 채워보는 것입니다. 주행 중이시라면 가능한 빨리 정차를 하고, 엔진을 식혀야 합니다. 피식 피식 수증기가 나오는 리저브 탱크 열다가 화상을 입을 수 있으니 꼭 엔진을 식히셔야 합니다. 그리고 저장탱크에 얼마나 냉각수가 들어 있는지 확인!  

저장탱크의 냉각수가 상당히 줄어들어있다면, 오버히트의 원인은 바로 냉각수 부족입니다. 이때 임시적으로 물을 넣어 주행하시고, 차후에 부동액이나 냉각수를 꼭 넣으셔야 합니다. 왜냐하면 일반적인 물은 냉각수의 역할 중 냉각 작용만 하고, 겨울철이라면 얼거나.. 여름철이라면 끓을 수 있기 때문입니다. 
아래 영상은 운전 중 오버히팅 현상이 벌어진 상황입니다. 정말 당황스럽네요 ㅎㅎ

부동액의 구성물질
부동액은 기본적으로 에틸렌글리콜(EG), 프로필렌글리콜(PG)를 사용해서 만듭니다. 여기에 부식을 방지하기 위한 부식방지제를 약 5~10%가량 넣습니다. 에틸렌글리콜은 1) 물과 섞여서 어는점을 낮추는 성질이 있습니다. 1:1로 섞는 경우 냉각수의 어는점이 -37도까지 떨어진다고 합니다. 2) 또 물과 섞여서 끓는점을 높이는 성질을 갖고 있는데요 1:1로 섞으면 끓는점이 9~10도가량 더 올라간다고 합니다. 
프로필렌글리콜은 에틸렌 계열과 같은 성격을 갖고 있으나, 독성이 적어 더 비싸다고 합니다.

부동액과 냉각수 이상 - 오버히트의 원인은?

오버히트의 원인은 다양합니다. 단순히 냉각수만 보충하면 되는 것이 아니라.. 냉각수를 보충한다고 하더라도, 근본적인 원인을 파악하지 못한다면.. 아무 의미 없겠죠? 

1) 라디에이터 코어 및 콘덴서의 코어에 이물질이 끼어 외부 공기가 전달되지 않는 경우
경우의 수는 적지만 종종 있다고 하네요. 그래서 라디에이터 플러싱을 하기도 합니다. 비포장도로가 많은 나라에서는 이 문제가 종종 있는데, 우리나라는 도로 상태가 좋다 보니 ㅎㅎ 

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2) 라디에이터의 코어 내부 부식으로 냉각수의 통로가 막히거나, 균열이 일어나 새어 나오는 경우 
이는 보통 냉각수를 제때제때 교체해주지 않아 발생하는 문제라고 합니다. 부동액에 들어있는 첨가제 중 녹 방지 역할을 하는 성분이 수명을 다해서 생기는 문제! 메뉴얼을 살펴보면 냉각수 교환주기가 나오지만 2년 주기로, 만약 LLC(Long Life Coolant)라면 4년 주기로 꼭 교체해주세요 

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3) 라디에이터의 균열이 생기거나, 팬이 고장난 경
균열의 원인은 외부 충격 및 차량 다른 부속품에서 발생하는 충격일 수 있습니다. 이에 따라 팬에 문제가 생길 수 있겠죠? 팬에 문제가 발생하면 신호대기 혹은 저속에서 오버히팅 현상이 벌어질 수 있습니다. 고속에서는 팬이 없어도, 그 속도에서 얻을 수 있는 바람이 냉각수를 시켜줍니다. 팬은 고장이 나있는데, 저속이라면? 고속주행에서 얻을 수 있는 바람이 냉각수를 식히지 못하게 됩니다. 

정차 중인데 갑자기 위이잉 소리가 나기 시작하면, 라디에이터 팬이 돌아가기 시작했다는 것을 의미하는데, 이때 몬스터게이지를 통해 냉각수의 온도를 한번 체크해보세요:) 

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4) 워터펌프에 동력을 전달하는 벨트가 끊어진 경우 
이 부분은 조금 당황스러울 것 같습니다. 육안으로 확인이 안되기 때문에 꼭 정비소를 찾아봐야 하는데요. P0에러코드 확인을 통해 어느 정도 유추는 가능할 것 같지만.. 실제 발견은 아무래도 정비사 님의 스킬에서 결정되지 않을까요!? 

5) 서 모 스텟이 망가져서 제대로 동작하지 않는 경우
서모스텟은 아래와 같이 냉각수의 양을 조절하는 역할을 합니다. 엔진이 충분히 뜨거워지면 관문을 열어서 냉각수를 라디에이터를 통과시키는 역할을 합니다. 관문을 제때 못열고 계속 닫힌 채 있는다면 뜨거운 냉각수가 라디에이터로 전달되지 않고 오버히팅이 발생합니다. 아래 영상은 <엔진오일의불편한진실 네이버카페>에서 사용되어 참고한 영상으로, 써머스텟이 어떻게 동작하는지를 잘 보여주네요 

부동액과 냉각수 이상 - 오버쿨?

오버쿨의 경우 냉각수의 온도가 너무 낮아서 발생하는 문제입니다. 오버쿨의 경우 아무리 국내 자료와 블로그를 뒤져봐도, <엔진 고장의 확률이 높아지거나, 연비가 나빠지거나, 심한 경우 엔진이 타버릴 수 있다> 정도 밖에 나오지가 않습니다. 국내 커뮤니티를 뒤져봐도, 오버쿨이 발생했는데 카센터에서 "큰 문제가 없으니 그냥 타고 다녀라"라는 답변까지 들으신 분들이 있었습니다. 

오버쿨의 원인은 실제 냉각수의 온도가 떨어지는 현상인데, 수온계 센서나 써모스텟 때문에 발생하는 문제입니다. 위에서 써모스텟이 닫힌 상태로 유지되어 오버히팅이 된다면, 써모스텟이 열린 상태로 유지된다면 오버쿨링이 벌어집니다. 또한 외부의 온도가 너무 낮아서 수온계가 지속 하락하는 경우도 있는데요. 이 경우 외부 공기의 흡입을 막기 위해 그릴에 골판지나 합판을 달아 보는 것도 방법입니다. 물론 완전히 막으면 온도가 너무 올라가니 약간만 커버를... 

?src=%22https%3A%2F%2Fblogfiles.pstatic.골판지가 박혀버린 그릴...

그런데, 오버쿨이 발생하면 정확히 무슨 문제가 생길까요? 
이것을 논리적으로 이해하기 위해 정말 많은 구글링을 해봤는데요. 미국인의 지식인 Quora(페이스북 창업주 중 한 명이 자 CTO였던 Adam D'Angelo가 만든 Q&A 웹사이트)에서 찾았습니다. 오버쿨링 발생하는 경우 나타나는 문제로

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?src=%22https%3A%2F%2Fblogfiles.pstatic.quora에 올라옴 오버쿨링에 대한 답변

1) 윤활유가 적절한 온도까지 상승하지 않아 윤활 작용에 부정적인 영향
2) 연료의 압축에도 영향을 미쳐 윤활작용에 부정적인 영향 
3) 카본떼 형성 가능 
4) 배기구 끝부위의 과도한 압축이 산화 물질을 만들어 마모를 만들 수 있음.  만약 배기구가 스테인리스 스틸로 만들어졌으면 정말 심각한 문제 
5) 피스톤 모양이 둥글게 변질됨

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