[아롱 테크] 전기차만 그런 게 아니었네...내연기관차 연비도 추위에는 뚝↓

[오토헤럴드 김아롱 칼럼니스트] 북극한파로 인해 올 겨울 매서운 한파가 며칠째 지속하고 있습니다. 이처럼 추운 날씨에 일부 지역에서는 눈까지 내려 자동차를 운행하기가 쉽지 않은데요. 강추위는 자동차 주행연비에도 영향을 미치고 있습니다.

연비는 자동차 종류와 상태, 운전습관, 도로의 조건과 기후 등에 따라 많은 차이가 있습니다. 자동차에 최신 기술과 설계가 도입되면서 연비에 미치는 계절적 영향이 줄어들고 있는 것이 사실이지만, 일반적으로 무더운 여름철보다 추운 겨울철 연비가 상대적으로 떨어지는 경향이 있습니다.

특히 전기차는 겨울철 주행거리가 평상시보다 현저하게 떨어져 내연기관차보다 더 많은 불편(?)을 겪고 있기도 하지요. 이처럼 겨울철이 여름철보다 연비가 낮아지는 이유는 여러 가지 원인이 있습니다.

우선 자동차에는 엔진오일과 변속기오일을 비롯해 다양한 오일을 사용하고 있습니다. 이러한 오일류는 자동차의 기계 및 장치의 금속 마찰부위에 들어가 마모방지작용(윤활작용)은 물론 금속 표면에 형성된 피막으로 인해 금속과 산소와의 접촉을 방해 또는 지연시킴으로써 녹이 스는 것을 방지(방청작용)해 주지요.

이러한 오일류는 각각 고유의 점도를 가지고 있는데요. 오일점도란 쉽게 말하면 오일과 같은 유체가 끈적거리는 정도를 말하는 것으로 윤활성과 내구성 등과 관련이 깊습니다. 특히 엔진오일의 경우 이러한 점도지수가 등급을 결정하는 중요한 지표가 됩니다. 

예를 들어 엔진오일 점도는 엔진 시동성에 영향을 미치는데, 저온상태의 오일은 점도가 높기 때문에 피스톤의 운동을 방해해 시동성을 떨어뜨리고, 반대로 고온에서는 점도가 낮아져, 피스톤과 실린더 벽 사이의 윤활작용을 원활하게 하지 못하는 경우가 발생하기도 합니다.

겨울철에는 엔진오일과 변속기오일 등 자동차에 적용되고 있는 각종 오일류의 점도가 높아지게 됩니다. 오일 점도가 높아지게 되면 엔진과 변속기 시스템 내에서 평상시보다 더 많은 저항이 발생하는데 이를 극복하기 위해 더 많은 에너지가 필요하므로 결과적으로 연비를 떨어트리는 결과를 낳게 됩니다.

또한 겨울철에는 배터리의 성능이 다른 계절에 비해 현저히 떨어지게 되는데요. 자동차용 배터리는 엔진시동을 걸기 위해 시동모터에 전원을 공급해 엔진을 크랭킹시키고 점화코일 등에 전원을 공급합니다. 시동이 걸린 후에도 전기계통의 전압을 일정하게 유지함은 물론 각종 램프류와 라디오, 히터 등 전장시스템의 필요 전원이 알터네이터(발전기)의 출력용량보다 많을 경우 전원을 보조하는 역할을 합니다..

배터리의 성능이 상온(20℃ 기준)에서 100%라고 가정할 경우 기온이 0℃로 떨어지면 배터리의 성능은 66%로 줄어들며 –22℃일 경우 완전 충전된 배터리 성능의 44% 밖에 사용할 수밖에 없습니다. 상온에서는 배터리가 10%만 충전되더라도 충분히 시동이 가능하지만 –10℃ 이하에서는 50%만 방전되어도 시동에 필요한 충분한 전원을 공급할 수 없기 때문에 겨울철 배터리 성능의 급저하로 인해 시동이 걸리지 않게 되는 것이지요.

또한 배터리의 성능이 평상시보다 떨어지기 때문에 배터리를 충전하기 위해 알터네이터(발전기)가 더 많은 일을 해야하므로 엔진의 부하기 증가할 수 밖에 없기 때문에 연비에도 나쁜 영향을 미치게 됩니다.

자동차 실내난방을 위해 히터의 사용량이 늘어나는 것 역시 알터네이터에 추가적인 부하를 발생시켜 연비를 떨어뜨리는 원인이 되고 있습니다. 히터 사용뿐만 아니라 겨울철에는 열선시트나 열선 스티어링 휠은 물론 성애제거를 위해 앞유리 및 뒷유리 열선 사용빈도가 높아지게 되고 눈이나 비로 인해 와이퍼 사용량도 늘어나며, 해가 일찍 떨어지므로 헤드라이트와 같은 전기적인 부하기 늘어날 수 밖에 없지요.

날씨가 추워지게 되면 타이어의 공기압 역시 평소보다 낮아지게 됩니다. 타이어 공기압이 부족하게 되면 타이어의 회전저항이 증가해 차량을 움직이는 데 더 많은 에너지가 필요하게 됩니다. 타이어의 공기압 부족으로 인해 타이어압력 모니터링 시스템(TPMS)이 공기압 부족 경고등을 발생시킬 수도 있지요.

추운 날씨는 엔진이 정상 작동온도에 도달하는데 필요한 예열시간이 평상시보다 더 오래 걸릴 수 밖에 없습니다. 이로 인해 연료소모량이 증가해 정상작동 때까지 공회전시간이 증가하게 되고 연료소비를 증가시키게 됩니다. 이외에도 겨울철에는 차갑고 밀도가 높은 공기로 인해 미묘하지만 공기저항도 늘어나기 때문에 여름철보다 같은 속도로 주행하더라도 연비에 영향을 줄 수 있습니다.

김아롱 칼럼니스트/webmaster@autoherald.co.kr