휘발유 경유 차이와 장단점

 

참고로 휘발유가 가솔린이고 경유는 디젤입니다. 그냥한국어냐외국어냐의차이예요.

뭐, 기초 상식이긴 합니다만, 혼동하기 쉬운 분이 있기 때문에 미리 정리해 둡니다.점화방식의 차이(점화플러그vs자연발화)석유를 분별 증류하면 타르, 등유, 디젤(경유), 가솔린(휘발유), LPG까지 다양한 연료를 추출할 수 있습니다.

타르는 아스팔트의 재료가 되고 등유는 비행기의 연료가 되며 디젤, 가솔린, LPG는 차량의 연료로 쓰입니다.

그러나 용도가 다른 만큼 연료의 성질에도 차이가 있는 것입니다.

그 특성을 이해하기 위해서는 인화점과 발화점의 차이를 알 필요가 있는데요.

발화점은 불이 없어도 스스로 불이 붙는 온도를 말하며, 인화점은 스파크를 일으켜 강제로 불을 만들면 불이 붙는 온도를 의미합니다.

휘발유의 경우 인화점이 43도이므로 시베리아의 벌판에서도 스파크만 있으면 쉽게 착화할 수 있습니다.

반면 발화점은 550도로 높은 편이므로 외기가 어느 정도 높지 않으면 스스로 불이 붙지 않지요.

반면 디젤은 인화점이 높고 외부온도가 높아야 성냥개비가 닿아도 연소가 잘 됩니다 (위험하니 따라하지 마세요)

보통 40도의 고온에서 불꽃을 튀기면 연소가 일어납니다.

대신 발화점은 비교적 낮고, 350~380도 사이에서도 자연 발화가 이루어집니다. 이건 휘발유에 비해 200도나 낮은 수치에요.

그러한 특성 때문에 가솔린 엔진에는 점화 플러그라고 하는 장치를 설치하게 됩니다.

불꽃의 연소 반응이 좋기 때문에 점화 플러그로 무리하게 착화를 시키는 것이군요.

반면 디젤은 불꽃을 튀겨도 연소 반응이 잘 안 되기 때문에 점화 플러그를 제거하고 대신 강한 압축으로 불을 붙이는 자연 발화 방식을 취하고 있습니다.

(강력한 압축으로 공간을 축소시키면 분자가 좁은 공간에서 충돌하면서 열을 발생시킵니다. 그 결과, 온도가 오르는 것입니다.)

디젤 차량은 시끄러워도 힘이 강한 디젤 엔진이 연료에 불을 붙이는 방식은 압축에 의한 자연 착화라고 말했었죠?

보통 디젤 엔진의 압축 비율은 15:1에서 22:1 사이죠.

압축력이 높으면 폭발하는 힘인 팽창력도 비례하여 커지는 것은 당연합니다.

고로 팽창력이 높은 만큼 힘(토크)은 강력하지만 소음과 진동도 커질 수밖에 없어 이 장점은 곧 승차감 저하라는 단점으로 이어집니다.

어쨌든 큰 토크를 확보해야 하는 트럭이나 버스, 화물차 등은 승차감보다 힘이 중요하기 때문에 디젤 엔진을 장착하게 됩니다.

그리고 압축력을 높이기 위해서는 커넥팅 로드의 크기도 커져야 하는데

커넥팅 로드가 커지면 전반적으로 엔진 전체의 크기도 커지고 기타 구성 부품도 마찬가지로 늘어납니다.

그래서 휘발유 차에 비해 값이 더 비싸요.

가솔린 차량은 조용하고 빠른 반면, 승차감이 우선되는 세단 차량은 가솔린 엔진을 장착하고 있습니다.

그리고 가솔린의 압축비는 9:1 혹은 11:1이지만

그만큼 압축 시간도 짧고, 점화 플러그로 순식간에 점화가 이루어지므로 고속 주행에도 적합합니다.

그래서 스포츠카처럼 고속 주행 퍼포먼스가 필요한 차량은 모두 가솔린 엔진밖에 사용하지 않는 것입니다.

연비라면 디젤이지디젤(경유)은 연비가 장점입니다.

연료는 연소 과정에서 산소와 결합하게 되고, 이때 물과 이산화탄소로 분리되는 과정에서 에너지를 생산하게 됩니다.

이것을 명확하게 이해하려면 분자식에 대해서 배워야 해요. 복잡하게 생각할 필요 없어요.

굳이 아래의 설명 전체를 이해할 필요는 없으니 그냥 흐름만 파악하려고 계속 읽다 보면 결론 부분에서 짐작이 갑니다. (웃음)

일단 가솔린(휘발유) 분자 구조는 이렇습니다.

<수소원자 18개+탄소원자 8개>

그리고 연소 과정에서

'산소 분자 12.5개'로 작용하여

<이산화탄소 8개 + 물 9개> 분자를 만듭니다.

디젤 분자의 구조는 이렇습니다.

<수소원자 26개+탄소원자 12개>

그리고 연소 과정에서 디젤 분자는

<산소 분자 18.5> 개와 작용하여

<이산화탄소 12개 + 물 13개> 분자를 만듭니다.간단히 말해서, <디젤 분자 하나>는 <가솔린 분자 하나>보다 1.5배의 산소를 더 많이 활용하여 더 많은 에너지를 만들어 냅니다.

(이론적으로는 1.5배의 효율이라고 할 수 있지만, 첨가물의 구성이나 외부적 요인에 영향을 받기 때문에 공식처럼 도출되지 않습니다) 매연이 문제다!"디젤차의 배출가스는 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물, 미세먼지의 주범인 매연으로 이루어져 있습니다"

수치를 분석해보면 일산화탄소나 탄화수소는 가솔린차에 비해서는 오히려 검출되지 않고 다만 질소산화물(Nox) 같은 경우는 2배나 더 배출되죠?

또한 검은 매연이 특히 잘 발생하는 이유는 앞서 언급한 자연 착화 방식 때문입니다.

엔진 내부의 온도가 충분히 올라가지 않으면 불이 붙기 어려워 불완전 연소가 일어나고,

이 때 발생한 억새가 머플러에 머물러 있고, 배출 가스가 배출되었을 때 대량으로 배출되는 것입니다.

따라서 최근 차량에는 ECR, SCR, DPF와 같은 매연 저감 장치를 장착해 이러한 오염원을 감소시키고 있습니다.간단요약 디젤(경유) 특성 가솔린(가솔린) 소음과 진동발생 승차감정의 성숙함 높은 연비 낮은 자연 발화 점화방식 점화플러그로 강제 점화 느린 속도도 빠른 강한 힘 약함 매연 안심함