아반떼AD 1.6 GDI 미션, 엔진오일교환 - Castrol transmax ATF DEXRON-6(SP-4), Shell Helix Ultra SN PLUS 0W-20

cartailor 2020. 11. 15. 08:09

세련된 그레이 톤의 아반떼 AD차량입니다. 1.6GDI엔진과 현대 파워텍 6단 자동변속기가 장착되어 성능과 연비 그리고 세련된 디자인과 높은 편의사양까지, 우리나라 C세그먼트 급의 교과서적인 존재인 것 같습니다. 해당차량은 미션오일 및 엔진오일 교체를 위해 입고되었는데요,

미션오일은 사실, 오일은 오일이면서 오일인 듯 오일이 아닙니다.

일반적으로 '오일'이라 칭하는 윤활유(Lubricants)의 역할도 분명 크지만 이에 상반되는 적정 마찰력을 자동변속기 내부 클러치판에 제공해야 하는 상반된 임무 또한 동시에 가지고 있습니다. 그리고 유압장치처럼 유압유의 역할도 하는데, 토크컨버터에서는 엄청난 압력으로 차를 추진시키는 유압을 생성하고, 밸브 보디 내에서는 정확하고 부드러운 변속을 위해 낮은 압력으로 세밀하게 움직이며 각종 밸브를 제어합니다. 그러면서 열과 압력에도 강하고 수명도 길어야 합니다.

이 이상한 오일은 그래서 영어권에서는 사실 '액'이라고 부르는데, ATF (Automatic Transmission Fluid) 즉, 자동변속기 '액' 인 것이죠.. 진정한 멀티 플레이어이면서 Chemical 기술의 절정체입니다. 이 변속기액은 물론 수명이 있으며, 동력전달, 변속 등 변속기와 관련된 모든 기능을 관장하기 때문에 노화로 인해 성상에 변성이 일어나거나 양이 조금만 달라져도 운행성에 큰 영향을 미칩니다.

운행감이 이상하거나 차가 무겁거나 변속충격이 오기 시작하는게 느껴 졌을 때 보통 미션오일 교환을 알아보는 경우가 많으나 사실 이미 증상이 느껴질 정도라면 변속기에 고장을 유발하거나 조기마모 등 악영향을 끼치는 경우가 많아 심한경우 미션오일 교체만으로는 원상회복이 되지 않아 비싼 수리비가 지출되기도 합니다. 그래서 변속기나 구동계 오일은 일정 기간을 두고 예방정비 차원에서 접근하시는 것을 추천드립니다.

입고 후 잠시 유온을 떨어뜨린 후 적당한 온도까지 식으면 바로 배출에 들어갑니다.

드레인볼트를 개방하여 기존 사용유를 시원하게 배출합니다. 색은 밝은 곳에서 보면 약간 붉은기가 도는 듯 한 검정색이고 악취가 심합니다. 그래도 육안으로 관찰되는 상태는 그렇게 나빠 보이지는 않습니다.

드레인볼트 끝에는 마그넷이 장착되어 내부를 볼 수 없는 자동변속기의 일종의 점검창 역할을 하고 있습니다. 만약 내부 부품이 파손되거나 이상 마모가 발생하면 마그넷에 포집된 양상에 따라 내부 상태를 가늠해 볼 수 있거든요. 해당차량의 경우 정상적인 마모에서 오는 메탈성 슬러지가 포집되어 있을 뿐, 보여서는 안될 날카로운 부품의 파손 흔적이나 과다한 쇳가루는 관찰되지 않습니다.

드레인볼트 마그넷을 깨끗하게 세척 후 1차 주입 후 추가 배출을 위해 세지 않을 정도로만 가체결 합니다. 배출횟수는 기본 1회이며, 상태에 따라 현장에서 추가 할 수 있습니다. 대부분 적절한 교환주기 내에 방문하게 되는 경우 1회 드레인으로도 충분한 경우가 대부분입니다.

해당차량은 현대파워텍 전륜구동형 6단 변속기 장착차량으로, SP-4 규격을 사용합니다.

그래서 준비한 신유는 캐스트롤 트랜스맥스 DEXRON6 제품 입니다. 순정규인 SP-4 규격을 만족하면서 순정대비 약10% 높은 동점도로 인해 변속기 보호와 부드러움이 두드러지면서도, 뛰어난 윤활성능에서 오는 마찰저감 성능으로 무겁기는 커녕 오히려 가벼운 느낌까지 함께 느낄 수 있는 매우 우수한 100% 합성유 제품입니다.

참고로 동점도는 섭시 40도에서 30.2mm2/S 그리고 100도에서 5.9mm2/S에 점도지수는 161 그리고 유동점은 섭시 영하 -54도로, SP4 규격의 하한치 점도 대비 약 10% 높은편입니다(매우 구형차량용 SP3와 SP4의 중간 정도). 그럼에도 불구하고 유동점이 낮기 때문에 겨울철 및 냉간상태에서 변속충격을 제거하는데도 유리합니다.

캐스트롤 사에서 공표한 MSDS상 구성요소는 일반적인 3기유 합성유 20~50%, 그리고 비공개 베이스유와 1~5% 의 첨가제 (Methacrylate copolymer - 전단안전성을 위함)으로 나오는데, VHVI기유 다음으로 가장 많은 비중을 차지하는 베이스유는 비공개 입니다만, 영하 -54도의 유동점 하나만 보더라도 PAO베이스임을 유추해 볼 수 있습니다. 광유 또는 일반적인 VHVI만으로는 유동점강하 첨가제를 어마무시하게 때려 넣지 않는 이상 절대 나올 수 없는 유동온도일 뿐더러, 오일 통에도 명시 했 듯, "Fully Synthetic" 즉 100% 합성유 이기 때문에, VHVI(20~50%)+PAO(베이스 유의 나머지 전부)베이스가 유력하겠습니다.

해당 제품은 원가 자체도 여러 브랜드의 자동변속기액 중 가장 높은 편에 속합니다.

엔진룸에 위치한 주입구를 통해 천천히 신유를 주입합니다. 원활한 주입을 위해 에어크리너 하우징을 탈거 후 중력방식으로 변속기 내부에 과다한 압력이 걸리지 않도록 천천히 주입하게 되며, 1차 분은 배출량을 토대로 정량을 추정해서 주입합니다.

주입을 마쳤으면 시동을 걸고 잠시 변속기 오일이 안정될 시간을 준 후, PRND변속을 수차례 진행하며 상온에 있던 신유의 유온이 배출하기 적당한 온도에 도닥할 때 까지 기다려 줍니다.

차를 띄운 후 2차 배출을 진행합니다. 이제서야 신유 고유의 붉은색이 온전히 보입니다. 악취도 더이상 없구요.

더이상 추가 드레인은 불필요 하기 때문에 드레인볼트의 와셔를 신품으로 교환할 준비를 합니다.

마그넷을 한번 더 깨끗히 세척 후 신품 와셔로 교체를 마친 드레인볼트는 손으로만 살살돌려 끝까지 잠궈줍니다.

마무리는 토크렌치를 사용하여 규정토크로 정확하게 체결해 주고요.

마지막 주입입니다. 첫 미션오일 교환이기 때문에 첫번째 배출양과 정비지침서상 명시된 교환용량을 참고하여 정량을 추정 후 오버플로우 방식의 레벨링을 위해 버려질 양을 감안하여 약간 과주입합니다.

시동을 걸고 신유가 잘 돌 수 있도록 변속을 수차례 진행합니다. 이렇게 잠시 변속만 하여도 유온이 레벨링 범위의 상한점 근처에 도달해 버립니다. 물론 이대로 레벨링을 볼 수 있지만 자칫 규정 온도를 초과할 수도 있고 엄청 서둘러서 급하게 작업을 해야하기 때문에 잠시 유온을 식히는 시간을 갖게됩니다.

겨울 초입에 들었기 때문에 그리 오랜 시간이 걸리지는 않습니다. 대형 팬을 몇분간 돌려주는 것 만으로도 유온이 충분히 낮아져 보다 여유롭고 정확하게 레벨링 작업에 임할 수 있습니다.

유온이 40도 후반까지 떨어지면 시동을 걸고 PRND변속을 수차례 진행하며 신유가 잘 돌고 유온이 오를 수 있도록 합니다.

유온이 레벨링 작업을 위한 규정 온도 범위안에 들어오면 P단에 두고 공회전 상태로 방치한 후 레벨링플러그를 개방하여 과주입분을 버립니다.

과주입 분이 배출되는 동안 레벨링플러그의 씰링을 신품으로 교체합니다.

주르륵 흐르던 과주입분이 쪼르륵 흐르다 이내 똑똑 떨러지기 시작하면 한손에 들고 있던 레벨링 플러그를 빠르게 잠궈 줍니다. 레벨링플러그는 똑딱이 방식으로 1회용인 고무씰만 교체하면 되며, 별도의 토크체결이 불필요합니다.

레벨링 작업이 규정온도 범위인 50~60도의 딱 중간에서 끝난 것을 확인합니다.

좌측부터 1차, 그 옆이 2차 배출분 그리고 앞쪽 작은 비커가 레벨링 작업을 위해 오버플로우된 오일입니다.

작은잔에 샘플링을 해 봅니다. 맨 우측에 있는 레벨링시 버려진 오일이 작업 종료 후 해당 차량에 남아 있는 오일의 상태입니다.

작업을 마쳤으면 한차례 시운전을 다녀옵니다. 진단기를 통해 슬립발생이나 유온의 상승속도 등을 모니터링 하고 변속감을 충분히 모니터링 후 매장에 복귀하여 작업부위를 꼼꼼하게 살혀 봅니다. 하부 및 레벨링플러그 쪽 누유나 작업흔적없이 깔끔한 것을 확인합니다.

해당차량의 경우 변속시 미세한 지연현상이 관찰되어 변속기 학습값을 소거하는 작업도 추가합니다. 별다른 이슈가 없으면 불필요한 부분으로 오히려 아무런 문제가 없는 차량에 재학습을 시키는 경우 2~3일간 오히려 학습과정에서 불필요한 이상증상이 느껴지기도 합니다. 물론 재학습이 완료되면 정상으로 돌아오겠지만요.

최종적으로 고장코드가 없는 것을 확인 후 미션오일 교환 작업을 종료합니다.

다음은 엔진오일 입니다. 상태나 양 모두 양호합니다만, 약간의 소모가 있는 것으로 보입니다.

케스트롤 샴푸 한병을 준비합니다. 기존 사용유에서 부족할 청정분산제가 듬뿍들어있어 오염물을 최대한 녹여 배출토록 도와주며, 오일 점도를 떨어뜨려 배출을 원활히 하고 잔유를 최소화 시켜 줄 재간둥이 입니다. 독한 솔벤트 무첨가 제품으로 플러싱은 아닙니다. 마일드하게 내부 오염물 제거에 도움을 주고 신유효과를 극대화 시켜주는 오일교환 도우미 정도로 생각하시면 됩니다.

케스트롤 샴푸 한병을 열간상태의 엔진에 주입합니다. 가격도 부담없고 엔진에도 무리가 없어 매 엔진오일 교체때 마다 사용하셔도 좋습니다.

주입 후 정확히 10분간 공회전 하는 것으로 시공이 완료됩니다.

시동을 끄고 에어크리너 부터 교체합니다. 아반떼AD역시 교체가 쉽고 빠릅니다. 오장착 염려도 적고요.

차량을 올린 후 사용유를 시원하게 배출합니다. 바로전 미션오일 교환을 위해 언더커버를 시원하게 탈거 해 놓았기 때문에 서비스 홀 주변에 종이테이프를 붙이지 않아도 되니 참 편리합니다.

배출되는 동안 엔진오일필터도 탈거합니다.

자연배출이 멈추면 입으로 부는 세기의 에어를 주입합니다.

한차례 더 배출이 이루어 지는데요, 이대로 방치 후 오일필터를 준비하러 갑니다.

신품 오일필터에는 신유를 듬뿍 발라 고무씰이 조립 중 마찰로 파손되거나 이탈되지 않도록 충분히 윤활합니다.

오일필터는 손으로만 살살돌려 잠근 후 토크렌치를 사용하여 정확한 규정토크로 체결해 줍니다.

신품 드레인볼트 와셔 준비하고요,

드레인볼트 역시 신품 와셔를 걸어준 다음 오일필터와 마찬가지로 손으로만 살살 돌려 끝까지 잠근 후 토크렌치를 사용하여 규정토크로 체결합니다.

배출된 사용유 입니다. 상태는 보통이며 양은 약간 모자른 감이 있습니다.

해당 차량의 고객께서는 쉘 힐릭스 울트라 SN-PLUS 0w-20 제품을 선택해 주셨습니다. SN-Plus 등급으로 해당 차량과 같은 직분사 엔진 노킹을 최소화 시키는데 도움을 주며, 고순도 GTL 기유로 오랜기간 부드럽고 효율적인 엔진구동을 보장합니다. 해당 합성유에 대해 한번 살펴보겠습니다.

섭시 15도의 밀도는 836Kg/m3 이며, 냉간 유동성을 보여주는 지표 중 하나인, 섭씨 40도씨 동점도는 43.4mm2/s 으로, 높은 냉간유동성 및 시동성을 보장받을 수 있으며, 첫 시동 이 후 오일이 순환되는 속도가 빨라 엔진보호에 유리하며 유온상승도 빠를 것입니다. 열간 동점도는 섭씨 100도씨에서 8.6mm2/S로 일반적인 W20 엔진오일들과 비슷한 수준입니다. 점도지수도 182가 나오며 열간안전성의 평가지표 중 하나가 되는 인화점도 204도로 훌륭한 수치를 보이며, -48도의 유동점 또한 이 엔진오일이 범상치 않음을 잘 보여 줍니다.

이게 3기유 베이스유에서 가능한 이유가 바로 GTL이라는 물질 때문인데요, 해당 합성유는 베이스유의 전부가 천연가스에서 추출한 성분을 합성하여 생산하는 GTL유로 되어 있습니다. (MSDS상 CAS NO. 848301-69-9) 하지만 GTL 기유의 추출기반이 되는 천연가스도 결국 광유를 정재하여 생산되기 때문에 '고순도 광유'라는 명칭이 붙기도 하지만 100% 합성유 맞습니다. 오히려 VHVI보다 순도가 높고 저온유동성이 개선된 보다 고가의 양질유임에도 불구하고 별도의 분류법이 없어 일반적인 VHVI와 같이 3기유로 분리 됩니다. 하지만 사실 VHVI와 PAO사이, 어쩌면 PAO 쪽에 더 가깝다 할 수 있는 매우 우수한 기유입니다. 추출 기법의 난이도나 비용도 더 높습니다.

예로 들자면, 순수한 바닷물을 원유라고 하고, 순수한 베이스 기유를 염분기가 없는 물이라고 가정했을 때, 광유로 불리는 2기유의 경우 바닷물을 필터로 걸렀다고 할 수 있고, 합성유인 3기유는 바닷물에 화학적 분해를 하여 순수한 물만 얻는 방식이며, GTL은 바닷가 부근의 바다의 습한 기운을 먹은 공기를 액화시킨 후 그 액체를 3기유와 동일한 방법으로 다시 화학처리를 하여 순수한 물만 얻는 방식 입니다.

정리를 하자면, VHVI는 원유를 화학처리 하여 순수한 기유를 얻는 것이면, GTL은 천연가스를 변형 후 액화시켜 화확처리 하는 것입니다. 여기서 말하는 화학처리는 Hydrocracking으로 두 기유 모두 동일한 방식으로 적용 됩니다. 즉, 수소화분해를한다는 점은 동일하지만, VHVI는 원유를, GTL은 액화시킨 천연가스를 시발점으로 하고 있는 것이 차이 입니다.

바로 위에 있는 사진이, GTL기유가 생산되는 공장입니다. 규모가 장난이 아니죠?

GTL 기유는 카타르 석유공사와 쉘사가 협약을 맺고 GTL기유를 생산을 위해 만든 카타르에 위치한 대형 정유시설에서 생산됩니다. 연간생산량은 약 1백만 톤 정도로 바로 고난이도의 추출기법과 다단화 공정에도 불구하고 규모의 경제를 실현할 수 있기 때문에 가격이 합리적이게 됩니다.

참고로 GTL 생산공정을 간략하게 소개하자면, 일단 원 재료인 천연가스는 수분 및 기타 부유물 제거를 위해 필터를 지나는 일종의 전처리 과정을 거칩니다. 전처리 과정을 거친 천연가스는 탱크에 산소화 함께 주입이 되고, 고온으로 데워진 탱크속에서 촉매제의 도움으로 산소와 천연가스의 메탄성분이 화확적으로 반응하여 수소와 일산화탄소로 구성된 혼합 가스가 만들어 집니다. 이 후 이 혼합가스는 여러 촉매제와 고온의 조합으로 긴 체인의 왁스 탄화수소와 수분으로 액화 됩니다. 즉 오일과 물이 섞인 액체가 생성되는 거죠. 이 혼합물은 VHVI의 원유처리와 동일한 공법(Hydrocracking)으로 처리되어 순수한 기유를 얻게 됩니다.

물론 이와 같은 방식의 추출에 대한 별도의 기준이 없기 때문에 현재는 원유에서 Hydrocraking 공법으로 추출되는 VHVI와 같은 3기유 합성유로 분류가 되긴 하지만, 사실 원재료가 원유와는 비교할 수 없을 정도의 높은 순도를 지니고 있기 때문에, VHVI로 보기에는 억울한 면이 많습니다. 실질적인 성상과 성능만 볼 때는 원유 증류과정에서 휘발유와 LPG 사이에서 나오는 나프타메틸렌 가스를 원재료로 하는 PAO급이며 일부 특성은 PAO를 능가합니다.