| <colbgcolor=white,#191919> 파일:external/www.minelinks.com/RF140E-S.jpg | | |
| 단기통 디젤 엔진[1] (Single Cylinder Diesel Engine) | 자동차용 디젤 엔진[2] | 선박용 디젤 엔진 (MAN B&W 5S50MC)[3] |
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| 선박용 7기통 디젤 주 기관 (MAN B&W 7S60MC-C) | 가장 큰 엔진 중 하나인 RTA96-C[4] | 트랙터용 디젤 엔진[5] |
| 언어별 명칭 | |
| <colbgcolor=#eee> 영어 | <colbgcolor=#fff,#1f2023> diesel engine |
| 독일어 | Dieselmotor |
| 중국어 | 柴油发动机 (간체) 柴油發動機 (정체) |
| 프랑스어 | Moteur diesel |
| 포르투갈어 | Motor diesel |
| 태국어 | เครื่องยนต์ดีเซล |
| 이탈리아어 | motore diesel |
| 인도네시아어 | Mesin diesel |
| 일본어 | ディーゼルエンジン[6] |
| 스페인어 | motor diesel |
| 러시아어 | Дизельные двигатели |
| 몽골어 | дизель хөдөлгүүр |
| 베트남어 | động cơ diesel |
| 힌디어 | डीज़ल |
| 터키어 | dizel |
| 라틴어 | pellentesque |
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1. 개요
고온의 압축공기로 연소성이 떨어지는 유류를 산화시켜 작동하는 엔진. 편의상 내연 기관으로 분류된다.2. 작동 원리
엄밀히는 연소와는 관련이 없다. 흔히 디젤 엔진이 내연 기관으로 분류된다고 하여 정말로 연료를 연소(燃燒)시키는 엔진으로 착각되고 있으나 사실 디젤 엔진은 연소라는 현상을 이용한 엔진이 아니다. 연소라는 것은 기본적으로 가솔린 엔진이나 LPG 엔진의 실린더 내에서 일어나는 것과 같은 분자의 열산화가 다른 분자의 열산화로 이어지는 연쇄반응인데, 디젤 엔진은 심지 없이는 그 연쇄반응이 전혀 안일어나는 유류로 작동시키기 위해 만들어진 엔진이기 때문이다. 경유가 애초에 불이 붙어 타는 기름이라면 가솔린 처럼 전기 불꽃을 당겨서 점화시키면 그만이었을 테지만 수류탄이나 화염병을 맞고도 꿈쩍도 안하는게 경유라 그게 불가능하다.[7]즉 가솔린 엔진이 실린더에 연료를 넣고 전기 불꽃을 튀겨 불을 붙여 태우는 방식이라면, 디젤 엔진은 그냥 연료가 실린더에 주입되는대로 저절로 산화되는 방식이다. 이것이 가능한 이유는 기본적으로 공기가 압축될 때 공기가 가진 열에너지도 함께 집중되기 때문에 온도가 그만큼 오르고, 가솔린의 착화점이 250ºC~450ºC인 데 반해 디젤의 산화점은 170ºC~200ºC으로 낮기 때문이다.[8]
아주 뜨거운 공기 속에 뿜어서 연쇄반응 없는 빠른 산화를 시키는 방식이기 때문에 , 연소반응을 이용하는 가솔린 엔진과 달리 혼합기나 착화라는 개념을 논하는 의미가 없다. '연소'행정 중에 연료가 몇번이 주입되든 뜨거운 공기 중의 산소에 닿으면 저절로 산화해버리니까. 때문에 원래는 산화가 가능한 기름이라면 무엇이든지 연료로 사용할 수있었다. 사실 오늘날에도 유동성과 윤활력이라는 조건만 맞춘다면 콩기름이나 돼지기름으로도 구동이 가능하다!
이 원리에 기반해서 디젤 연료의 품질을 결정하는 요소가 세탄가이다. 이름에서 보듯 헥사데케인[9]을 기준 물질로 한다.
2.1. 정압 사이클
디젤 사이클이라고도 하며 루돌프 디젤이 만들었다. 각각 1개씩의 단열압축과정, 정압과정, 단열팽창과정, 정적과정으로 이루어져 있고 저속 디젤 엔진의 사이클이다.1kgf의 작동유체에 따라서 각 과정은 0→1: 흡입, 1→2: 단열압축, 2→3: 정압가열, 3→4: 단열팽창, 4→1: 정적방열, 1→0: 배기.
작동가스 1 kgf당 공급열량을 [math(Q_1)], 방출열량을 [math(Q_2)]라고 하면 유효일에 해당하는 열량은 [math(Aw_a=Q_1-Q_2)]이므로 열 효율은 [math(\eta_D=\dfrac{Aw_a}{Q_1}=1-\dfrac{Q_2}{Q_1}=1-\dfrac{C_v(T_4-T_1)}{C_p(T_3-T_2)}=1-\dfrac{T_4-T_1}{\kappa(T_3-T_2)})]이다.
과정 1→2는 단열압축이므로 [math(\dfrac{T_2}{T_1}=\left(\dfrac{v_1}{v_2}\right)^{\kappa-1}=\epsilon^{\kappa-1})]
[math(\therefore T_2=\epsilon^{\kappa-1} T_1)]
과정 2→3은 정압가열과정이고 차단비를 [math(\sigma=\dfrac{v_3}{v_2})]라고 하면
[math(\dfrac{T_3}{T_2}=\dfrac{v_3}{v_2}=\sigma)]
[math(\therefore T_3=\sigma T_2=\sigma \epsilon^{\kappa-1} T_1)]
과정 3→4는 단열팽창과정이므로 [math(\dfrac{T_4}{T_3}=\left(\dfrac{v_3}{v_4}\right)^{\kappa-1})]
[math(\therefore T_4=\left(\dfrac{v_3}{v_4}\right)^{\kappa-1} T_3=\sigma^\kappa T_1)]
[math(T_2, T_3, T_4)]를 위에서 구한 [math(\eta_D=1-\dfrac{T_4-T_1}{\kappa(T_3-T_2)})]에 대입해서 정리하면 디젤 엔진(정압사이클)의 이론 열효율은
[math(\eta_D=1-\dfrac{1}{\epsilon^{\kappa-1}} \dfrac{\sigma^\kappa-1}{\kappa(\sigma-1)})]으로 나온다.
비교를 위해 가솔린 엔진(정적사이클, Otto 사이클)의 이론열효율 공식을 적어 보자면
[math(\eta_O=1-\dfrac{1}{\epsilon^{\kappa-1}})]이다.
정압사이클의 이론열효율은 압축비가 커지면 증가하는 점에서 정적사이클과 같지만 압축비 [math(\epsilon)]외에도 차단비 [math(\sigma)]에도 관계되며 차단비가 클수록 이론열효율은 감소한다. 디젤 엔진에서는 압축비를 높이면 최대압력도 높아지므로 강도를 위하여 중량이 커지는 문제가 발생하므로 압축비는 일반적으로 15~22: 1 정도이다.
2.2. 복합 사이클
사바테 사이클이라고도 하며 고속 디젤 엔진의 사이클이다. 정적과 정압, 이 두 과정에서 열공급이 이루어지므로 정적정압 사이클 또는 이중 연소 사이클이라고도 한다.1kgf의 작동유체에 따라서 각 과정은
0→1: 흡입
1→2: 단열압축
2→3: 정적가열
3→4: 정압가열
4→5: 단열팽창
5→1: 정적방열
1→0: 배기
작동가스 1 kgf 당 공급열량을 [math(Q_1)], 방출열량을 [math(Q_2)]라고 하면 유효일에 해당하는 열량은 [math(Aw_a=q_1-q_2)]이므로 열 효율은
[math(\eta_S=\dfrac{Aw_a}{Q_1}=1-\dfrac{Q_2}{Q_1}=1-\dfrac{Q_2}{Q_v+Q_p}=1-\dfrac{C_v(T_5-T_1)}{C_v(T_3-T_2)+C_p(T_4-T_3)}=1-\dfrac{T_5-T_1}{(T_3-T_2)+\kappa(T_4-T_3)})] 이다.
과정 1→2는 단열 압축과정이므로 [math(\dfrac{T_2}{T_1}=\left(\dfrac{v_1}{v_2}\right)^{\kappa-1}=\epsilon^{\kappa-1})]
[math(\therefore T_2=\epsilon^{\kappa-1}T_1)]
과정 2→3은 정적 가열과정이며 압력비를 [math(\alpha=\dfrac{P_3}{P_2})]라 하면
[math(\dfrac{T_3}{T_2}=\dfrac{P_3}{P_2})]
[math(\therefore T_3=\alpha T_2=\alpha \epsilon^{\kappa-1}T_1)]
과정 3→4는 정압 가열과정이며 차단비를 [math(\sigma=\dfrac{v_4}{v_3})]이라 하면
[math(\dfrac{T_4}{T_3}=\dfrac{v_4}{v_3}=\sigma)]
[math(\therefore T_4=\sigma T_3=\sigma \alpha \epsilon^{\kappa-1}T_1)]
과정 4→5는 단열 팽창과정이므로 [math(\dfrac{T_5}{T_4}=\left(\dfrac{v_4}{v_5}\right)^{\kappa-1})]
[math(\therefore T_5=\left(\dfrac{v_4}{v_5}\right)^{\kappa-1} T_4=\sigma^\kappa \alpha T_1)]
이제 [math(T_2, T_3, T_4, T_5)]를 위에서 구한 식 [math(\eta_S=1-\dfrac{T_5-T_1}{(T_3-T_2)+\kappa(T_4-T_3)})]에 대입해서 정리하면 복합사이클의 이론열효율은
[math(\eta_S=1-\dfrac{1}{\epsilon^{\kappa-1}} \dfrac{\alpha \sigma^\kappa-1}{(\alpha-1)+\kappa \alpha(\sigma-1)})]으로 나온다.
복합사이클에서 [math(\kappa)]가 같을 때는 [math(\epsilon)]과 [math(\alpha)]가 클수록 그리고 [math(\sigma)]가 작을수록 열효율은 높아진다. 따라서 위 식에서 [math(\sigma=1)], 즉 [math(v_4=v_3)]이면 [math(\eta_S=\eta_O)]가 되고 [math(\alpha=1)], 즉 [math(P_3=P_2)]이면 [math(\eta_S=\eta_D)]가 된다.
3. 역사
루돌프 디젤은 카르노 사이클의 개념을 근거로 피스톤에 의해 공기를 약 200kgf/cm2로 단열 압축한 실린더 내에 미분탄을 분사하여 연소시키고, 대기 압력까지 단열 팽창시키는 열기관을 제작하여 특허를 받았고 동시에 「증기 기관 및 현용 기관을 대신하는 합리적인 열기관의 이론과 설계」라는 논문을 발표했다. 이것을 독일의 MAN사에 제시했을 때 좋은 평가를 받았지만 실제론 그다지 호응을 받지 못했다. 그러나 1893년 디젤은 MAN사와 기술협약을 맺고 최초의 1기통 기관을 제작했다. 피스톤은 링이 없는 방식을 사용했고 연료는 미분탄 대신 가솔린을 사용했으나 자력으로 운전이 불가했기에 이 시도는 실패로 돌아갔다.1895년에는 160~170RPM에서 20ps의 출력을 내는 기관을 만들었지만 실용 수준은 아니었다. 1903년에는 선박용 디젤기관이 최초로 제작됐는데 4행정 4기통 기관으로 400RPM에서 140ps를 기록했고 같은 시기에 출력 400ps의 4행정 4기통 기관을 6대 제작했고 이것이 최초의 디젤 발전기가 됐다.
1923년 12월 메르세데스-벤츠사에 의해 무기분사식 분사장치[10]를 갖춘 최초의 디젤기관 트럭이 발표됐다. 그 후 벤츠는 1936년에 최초의 디젤 양산차인 260d 모델을 세상에 선보였다.
2차대전 이후 디젤기관은 소형 자동차에서부터 시작해서 철도차량, 중장비, 트럭, 소-중-대형 선박, 심지어 일부 비행기에 이르기까지 사실상 왕복동엔진이 들어가는 모든 영역에서 기관으로서의 역할을 충실히 수행하고 있다. 이는 자동차와 일부 항공기를 제외하고는 거의 사용 용도가 없는 휘발유 엔진과 크게 대비되는 점.
4. 종류
요즘에는 연료계통이 CRDi 하나로 통일되었지만 원래는 연료 분사 방식이 상당히 다양했다. 이는 예전에는 연료 주입량을 정밀하게 조정해줄 ECU란게 없었기도 했지만, 디젤 엔진에 들어가는 연료란 것이 워낙 기술적으로 태워서 에너지원으로 쓰기 어려웠기 때문이기도 했다.- 직분사식: 인젝터가 실린더 내의 압축공기로 직접 연료를 분사하며 태우는 방식. 연료를 비교적 고압으로 미세하게 분사하기 때문에 연소효율이 좋고, 열효율 손실이 없어 출력과 연비가 좋고 카본 미세먼지가 비교적 적다는 장점이 있지만 정밀가공이 필수적인 인젝터가 비싸고, 인젝터가 폭발압과 카본샤워를 그대로 받기 때문에 수명이 짧고, 연료의 품질과 주입량을 매우 가린다는 단점이 있다. 또한 엔진의 진동과 소음과 질소산화물 발생이 많다.
- 예연소실식: 실린더 위쪽에 별실을 만들고 그곳에 인젝터를 설치해 간접적으로 연료를 분사해 플러그로 가열산화시키는 방식으로, 연료 품질을 가리지 않고 압력변화가 완만해 기계에 가해지는 부담이 적으며 인젝터 수명이 매우 길다는 장점이 있었다. 분사압력이 낮으니까 연료가 좀 불순해도 잘 분사되고, 플러그가 가열을 시키니까 세탄가가 낮아서 산화점이 높아도 연소가 잘 되는 것. 물론 예연소실을 통한 열과 압력의 손실이 있어 연비와 출력이 매우 낮고 무엇보다도 날씨가 추워서 플러그가 차가울 때는 시동성이 매우 나빴지만, 기계적 소모가 매우 적다보니 수명 하나만큼은 길고, 총 유지비가 적게 들었다. 예전 벤츠 OM60X 엔진의 전설적인 100만 km 무보링 기록도 이렇게 이룩한 것이다. 하지만 카본 미세먼지에 대한 환경 규제는 결국 극복하지 못해서 현재 신차에는 쓰이지 않는다.
- 와류실식: 별실에 공기를 회오리치게 유도하고 그곳에 연료를 분사하며 태우는 방식으로, 제한된 펌프 압력으로도 연료 분산도와 연소속도를 높여 디젤 엔진의 약점인 RPM이 증강된다는 장점이 있었다. 단점은 예연소실식과 비슷했다.
5. 장점
- 안전성: 경유는 인화성이 낮아서 심지 없이는 불이 붙지 않으며, 설령 불이 붙어도 폭발하지 않는다. 등유 기반 항공유도 심지 없이는 불이 안 붙는데, 그보다 무거운 경유야 오죽할까? 애초에 디젤 엔진 자체가 원래 불이 잘 안 붙는 종류의 기름들을 어떻게든 연료로 써보려고 만들어진 것이다. 그러므로 대개는 사고가 나도 연료누출로 인한 화재가 없다.(비록 경유가 질산 암모늄의 폭발력을 증폭시키기 때문에 비료운반차량은 조심할 필요가 있지만) 교통사고에서 화재와 폭발로 인한 추가 인명피해가 적지 않음을 생각하면, 이는 가솔린 엔진이나 전기차용 모터에 비해 디젤 엔진이 가지는 가장 큰 장점이다. 이 때문에 디젤 엔진이 최신 환경규제에 맥을 못추는 와중에 아직도 패밀리카로서는 꾸준히 수요가 있는 편이다. 그리고 일부 국빈 의전용 리무진에도 피격에 유폭하지 않도록 디젤 엔진을 탑재한다. 대표적으로 미국 대통령이 타는 캐딜락 프레지덴셜 리무진이 있는데, 대형 승용차도 닥치고 가솔린을 고수하는 미국조차도 경호 1순위인 대통령 의전차량만큼은 안전을 최우선으로 고려하기 때문에 상세 사양이 알려지지 않은 디젤 엔진을 사용한다.[11]
- 노킹 없음 : 가솔린 엔진의 영원한 고질병인 노킹이 없다. 가솔린 엔진은 실린더 내부 혼합기의 플러그 외 동시점화가 조금이라도 발생하면 치명적이지만, 디젤 엔진은 원래 연료가 주입되면서 그대로 자연연소 해버리므로 가솔린 엔진의 노킹 같은 개념이 없고, 따라서 이론상 압축비와 과급압을 얼마든지 올릴 수 있으며 올리는 대로 출력이 오른다! 대체로 최대 14.7:1의 이론 공연비에서 벗어나기 힘든[12][13] 가솔린 엔진과는 달리 공연비 범위에 제약을 받지 않는다. 때문에 디젤 엔진의 최소 공연비는 가솔린 엔진의 2배가 넘는 30:1부터 시작하며, 심지어는 최대 70:1까지의 공연비도 찍을 수 있을 정도이고 작동 가능한 공연비 범위가 넓어서 같은 연료분사량에서도 공기를 과급하여 보다 높은 압축비에 도달할 수 있기 때문에 위의 P-v 선도에서의 P점을 높이면서 높은 열효율을 찍을 수 있다. 때문에 가솔린 엔진으로는 꿈도 못꿀 쿼드터보를 달 수도 있다.
- 연료 보편성: 특별히 승차감이나 가속력에 중점을 둔 고급 차량의 가솔린 엔진은 그만큼 노킹 발생률이 높으므로 반드시 옥탄가가 특별히 높은, 즉 아주 공들여 정제해서 순도를 올린 고급 휘발유만 주유하여 관리해주어야 하는데 고급휘발유는 수급이 어려울뿐더러 값도 비싸다. 하지만 디젤 엔진은 아무리 고급 차량인들 노킹 개념이 없으므로 별도의 고급연료라는 것이 필요하지 않다. 최근에야 커먼레일 고압펌프의 윤활 문제 때문에 계절 별로 점도를 조정한 표준 경유 여부가 중요해졌지, 그것만 아니라면 원래 등유나 콩기름으로도 잘만 굴러가는 게 디젤 엔진이었다. 선박용 디젤 엔진은 대놓고 벙커C유를 쓰고 있다.
- 배기온 낮음: 디젤은 가솔린보다 연소온도가 낮고 따라서 배기온도 낮다. 따라서 배기압을 과급압으로 전환하는 터보차저와 조합하기가 용이하며, 이는 노킹 위험으로 인한 과급압 제약이 없다는 특성과 강한 시너지 효과를 낸다.
- 고중량 내성/험지돌파력: RPM이 잘 오르지 않아 가벼운 차량을 빠르게 끝까지 가속시키지는 못하지만, 무거워진 차량을 가속해야할 때는 무거워진데 비해 가속력의 감소가 적다. 때문에 오프로드 차량과 대형 수송/운송차량은 물론 무게가 수십톤씩 나가는 건설용 중장비와 더불어 군용 전차와 장갑차도 일단 디젤 엔진을 쓰는 것이 상식이다. 디젤 엔진의 소음 및 진동제어가 미비하던 1950년대까지 어쩔 수 없이 가솔린 엔진을 적용했던 중전차들은 하나같이 과열과 저연비 같은 고질적인 문제에 시달렸었는데 신형 디젤 엔진이 적용되고 나서 숨통이 틔였다. 한국에서는 이런 특성이 악용되어서 운송업계의 고질적인 과적문제를 일으키고 있을 정도. 또한 평지에서의 가속이야 당연히 가솔린 엔진이나 전기 모터만 못하지만 오르막길에서의 가속성은 특히 다단 터보 디젤 엔진을 절대로 따를 수없다. 지평선까지 곧게 펼쳐진 고속도로에 익숙한 서구와 달리 한국은 오르막길이 많기 때문에 다단 터보 디젤엔진이 활약할 수있는 경우가 많고, 소위 언덕 아래에서 언덕 위까지 토크로 쭉 밀어주는 쾌감 때문에 디젤 차량을 애용하는 차주도 적지 않다.
- 정속성: RPM의 요동이 적고 일정 RPM을 오랫동안 유지할 수있기 때문에 대형 발전기의 구동이나 대형 선박의 추진에 적합하다.
- 연비 높음: 디젤 자동차를 선택하는 가장 큰 이유이다. 디젤 엔진의 실용영역 열효율은 가솔린 엔진보다 좋고 그에 따라 연비도 더 높다. 다만 이러한 높은 연비에는 연료인 경유의 밀도가 휘발유 대비 높아서 그만큼 리터당 에너지 밀도가 높아져 리터 기준 연비로 환산할 경우 밀도만큼의 이득을 보는 부분이 포함되는 점도 있다. 물론 기술이 점차 발전해 이제 가솔린 엔진도 열효율이 대체로 40%까지 찍힌다고는 하지만, 어쨌든 가솔린 엔진은 연소반응을 이용한 것이어서 연료를 너무 적거나 옅게 넣으면 점화에 실패하는 반면 디젤 엔진은 흡기의 산소만 충분하면 연료를 얼마를 주입하던 산화하여 유효압력을 생성하기 때문에 연료를 활용하는 효율이 높을 수밖에 없다. 또한 같은 힘을 내려면 더 많은 회전수와 스로틀 개방이 필요한 가솔린 엔진은 열효율이 높으면서 낮은 회전수로도 강력한 토크가 나오는 디젤 엔진에 비해 정속 주행 연비는 따라잡을지 몰라도 무게가 많이 실릴수록, 더 큰 토크가 필요할수록 연비 하락폭이 더 심하기 때문이다. 대형 상용차 부분에서 여전히 디젤이 강세인 이유이기도 하다.
- 실린더 체적 제한 없음: 실린더 체적의 제약이 없다. 가솔린엔진은 점화플러그 근처의 혼합기부터 전기불꽃을 당겨 점화시키고 나머지 부분은 연쇄반응시키는 구조이므로 실린더 체적이 커지면 점화플러그에서 먼 곳에 있는 혼합기는 점화 타이밍이 늘어져버려서 역노킹이 발생하므로[14] 그로 인해 실린더 1개당 낼 수 있는 출력이 제한되어 고출력 대형 가솔린 엔진을 제작하려면 실린더 수를 늘리거나 실린더당 점화플러그 개수를 늘리는 것 밖엔 방법이 없고 그에 따라 설계가 비약적으로 복잡해지는 문제가 있다.[15] 하지만 디젤 엔진은 최대 압축 시점에 연료를 주입하기만 하면 자연 연소되므로 딜레이 문제가 없으며 대형엔진을 만들려면 그냥 실린더를 크게 만들면 된다. 이 결정적인 차이 때문에 가솔린 엔진은 주로 승용 엔진으로 머물렀지만 디젤 엔진은 초소형 엔진에서부터 실린더 직경만 1미터에 달하는 선박용 초대형 엔진까지 제작할 수 있게 된 것.
- 연료로 하는 경유의 가격이 거의 모든 나라에서 대체로 휘발유에 비해 저렴하다.[16] 이는 주로 자가용 차량 주행용으로만 사용되는 휘발유와 달리 경유는 주로 업무용 중대형 차량 주행용이나 산업용 유종으로 많이 쓰이는지라 각국에서 정책적으로 경유에 대한 유류세 감면 혜택을 주기 때문이다. 한국의 주유소를 보면 경유의 가격은 휘발유보다 최소 100원 이상 싸다. 사실 경유의 공장도가격 기준의 국제시세는 오히려 운송용 이외의 높은 수요와 정유 시 특성 등으로 인해 휘발유에 비해 약간 높게 책정되는 경우가 대부분이다. 하지만 상술한 바와 같이 세금을 적게 붙이기 때문에 2024년 1월 한국 기준으로 경유는 휘발유에 비해 약 100원 정도 저렴하다.
- 2행정 엔진으로 만들어도 미연소 혼합기를 뱉어내지 않으며, 따라서 가솔린 2행정 기관보다 연비가 좋고 환경오염이 덜하다. 하지만 2행정 디젤기관이 많이 쓰이는 선박들이 검은 연기를 뿜어대는 것은 애초에 차량용으로 개발된 매연포집 및 억제 기술들의 근간이 되는 CRDi나 DPF 등이 비교적 최근에 실용화된 것들이라서 아직 선박용 초대형 디젤 엔진에까지 고루 적용되는 데에 시간이 걸리기 때문. 그 외에도 선박용 디젤 엔진들은 차량용의 초저유황경유가 아닌 기존의 고유황경유 내지는 중유 계열의 벙커C유 등 저급 연료를 사용하기 때문이다.
5.1. 극소출력 엔진
일반적으로 디젤 엔진은 압축비 때문에 가솔린 엔진보다 크고 무겁고 시끄러울 수밖에 없지만, 극소출력 엔진(배기량 10cc 미만) 으로 가면 상황이 많이 달라진다. 여전히 가솔린 엔진보다 실린더 두께는 더 두꺼울 수밖에 없지만 가솔린 엔진의 경우 구조상 점화 플러그가 반드시 필요하고 이 때문에 발전기와 배터리를 비롯한 전기적 장치가 필요한 반면 디젤 엔진의 경우 엔진 본체 + 연료통이면 사용상 별 문제가 없이 작동이 가능하다.즉 본체 자체는 좀 더 크고 무거워도, 그외 부가적으로 필요한 다른 구성요소가 없기 때문에 더 작고 가볍게 만들 수 있다는 것.
일반적인 경우(하다못해 25cc 스쿠터 정도만 돼도) 부가장비가 엔진보다 더 작으므로 이는 그다지 의미가 없지만, 배기량이 0.8cc쯤 되는 엔진이 되면 이는 상당히 큰 차이를 불러 온다. 하단의 영상은 실제 마이크로 디젤 엔진이 작동하는 영상이다. 하지만 안타깝게도 아직까지는 연구 단계에 머물러 있을 뿐, RC 엔진의 주류가 아니다. 마이크로 디젤 엔진은 모형으로서의 가치는 있어도 실제 RC에 장비시켜서 쓸만큼의 출력을 얻어내기 어렵다. 실제 양산 판매하는 업체도 없다.
RC에서 사용하는 글로우 엔진[17]은 발전기와 점화코일/배선 설치할 공간이나 방법이 아주 난해한 무선모형을 작동시키기 위해 디젤 엔진의 단순함에서 힌트를 얻어 만들어진 가솔린 엔진의 변종이다. 또한, 디젤 엔진은 인젝션 펌프(현장 용어로 부란자) 혹은 커먼레일 같은 연료분사장치로 연료량을 변화시켜 출력을 제어하지만, 글로우 엔진은 연료의 공급량과 산소공급량을 동시에 변화시키는 '카뷰레터'를 장비하고 있으며, 이 카뷰레터에서 공기흡입량을 조절하여 출력을 제어한다. 만약, RC의 글로우 엔진이 디젤과 같다면 카뷰레터가 아닌 플런저나 혹은 그에 준하는 연료공급 조절 장치가 붙어 있어야 한다.
정리하자면 디젤은 실린더가 공기를 압축시키고 고압고열로 압축된 공기에 연료를 주입하여 자연 연소, 글로우 엔진은 혼합기를 피스톤이 글로우플러그까지 쳐올리고 먼저 번의 폭발로 열을 머금은 글로우플러그의 필라멘트에 혼합기가 접촉되면서 점화한다. 때문에 글로우 엔진은 얼핏 보면 디젤 엔진과 비슷할 수도 있겠으나, 오히려 글로우 엔진은 2행정 가솔린 엔진의 구조와 작동 방식이 거의 같다. 점화플러그에서 점화를 행정마다 시키냐, 아니면 점화 플러그가 계속해서 열을 머금고 있냐의 차이일 뿐이다.
보통의 RC 엔진의 대다수를 차지하는 글로우 엔진은 첫 시동을 영상처럼 손하나로 까닥해서 걸 수 있는 게 아니다. 글로우플러그에 부스터라고 불리는 예열장비를 꽂아두고 리코일을 당기거나 플라이휠(자동차,보트),혹은 스피너(비행기)를 스타터라고 불리는 회전툴로 돌려주어야 시동이 걸린다.
| 0.1cc 디젤 엔진의 작동 영상 |
| 0.4cc RC용 2 실린더 디젤 엔진의 작동 영상 |
6. 단점
승용에만 해당되어 상용 측면에서는 크게 상관이 없는 문제부터, 디젤 엔진 전반에 해당되는 문제도 있다.- 불쾌한 소음과 진동: 가솔린 엔진이나 LPG 엔진의 실린더 내에서 일어나는 폭발이 격렬한 반응이라고는 하지만, 폭발 또한 연소이고 연쇄반응이므로 점화 플러그에서 가까운 혼합기와 점화플러그에서 먼 혼합기는 착화시점의 차이가 있기 때문에 오히려 상대적으로 압력의 변화가 길고 점진적인 반면 디젤 엔진은 그냥 주입된 연료가 즉시 산화하기 때문에 폭발보다 더 격렬한 압력의 변화를 만들어내게 되므로 소음이 클 수밖에 없다. 즉 노킹 걱정이 전혀 없는 대신 노킹의 수준의 소음이 항시 발생하는 셈이다. 또한 격심한 실린더 내압의 변화를 버티기 위해 피스톤과 커넥팅로드도 두껍고 무겁게 만들어지므로 고질량체의 왕복운동에 의한 진동이 크다. 이러한 소음과 진동이 실내로 유입되는 것은 흡음재를 도배하고 좋은 엔진 마운트를 쓰면 어느 정도 막을 수 있지만, 차 밖으로 모양 빠지게 털털거리는 소음이 나는 것까지는 막을 방법이 없어[18] 일반인들의 디젤 엔진에 대한 인식을 악화시키는 데에 일조하고 있다. 특히 고급 럭셔리 차량에서 이런 소음이 발생하면 해당 차량과 제조사의 이미지가 박살나기 때문에 최근 연식으로 갈수록 고급 차량에서는 디젤 엔진이 빠르게 퇴출되어 가고 있다.
- 무겁고 큼: 실린더 내압의 요동을 견뎌야 하기 때문에 모든 부품이 전반적으로 두껍고 크게 만들어질 수밖에 없다. 심지어 몇몇 기업에서는 가솔린 자동차 엔진에서 퇴출된 주철도 쓰인다. 게다가 갈수록 강화되는 환경규제로 인해 터보차저 장착도 기본이 되어 버렸다. 즉 2.4리터 직렬 4기통 가솔린 엔진까지 수용할 수 있는 엔진룸에 디젤 엔진을 넣으면 1.6리터 직렬 4기통까지밖에 안 들어가는 상황이 벌어질 수도 있다. 게다가 승용차에 장착할 경우 무게 균형을 맞추기가 매우 어렵다.
- 매연 많음: 경유는 구성성분의 분자량이 크고 탄소결합량이 많다. 그말인 즉슨, 연소과정에서 일부 탄소가 산소를 미처 만나지 못하여 미연소 상태로 결정화될 확률이 높다는 것이다. 압력요동 없이 경유를 최대한 완전연소시키는 난로나 보일러조차도 그을음의 발생을 피할 길이 없는데 인화성이 없는 경유를 강제로 산화시키는 디젤 엔진은 당연히 시커먼 매연의 주성분인 분진형 그을음 발생이 엄청나다. 이 때문에 블로바이 가스를 통해 유입되는 그을음이 엔진오일에 대량으로 섞이기 때문에 엔진오일의 수명을 현격히 줄이는 한편, 신규 환경규제 하에서는 아예 배기가스의 그을음 분진을 따로 포집해서 일정주기로 불을 붙여 태워내는 장치를 별도로 장착해야 한다. 게다가 추가적으로 터보차저는 어떻게든 잘 타지도 않는 엔진오일을 조금씩 태우면서 작동할 수밖에 없는데다가, 관리가 불량한 터보차저에서 뿜어져 나온 엔진오일이 미처 다 타지 못하고 그을음이 되어 엔진 내부에 떡지고 오염저감장치의 막힘이나 파손을 유발하여 결과적으로 매연 농도가 오히려 유로3 이전의 인젝션 펌프 타입 엔진을 능가하기도 한다.[19] 이러한 이유로 인해 대한민국의 배출가스 등급에 따르면 05년 이전 기준으로 제작된 차량은 5등급[20], 최신 연식도 3등급이 최대이다.[21]
- 유독물질 발생: 탄소 산화율을 높여 그을음 미세먼지를 줄이기 위해 고압축비와 과급압 증가 세팅을 하다보니 작동 과정에서 산화될 필요가 없는 공기 중의 질소까지 산화되어버린다. 그런데 이 산화질소류는 질산의 전구물질로서 생명체에게 굉장히 유독하기 때문에 환경규제로 일정 이상 배출이 금지되어있고, 이 배기가스 내의 질소산화물을 다시 무해한 질소와 산소로 환원시키기 위해 SCR이라는 요소수 분사장치를 별도로 장착해야 하고, 어떻게든 환경규제에 맞춰보려고 아예 배기가스 스캐빈징으로 흡기 내 산소함량을 낮춰 질소산화물을 줄이는 EGR이라는 꼼수성 장치까지 개발되었지만 SCR은 소모재인 요소수를 별도로 보충해야 하고 EGR은 고온의 배기가스를 재순환시키는 특성상 고장이 잦은데다 다른 부품까지 연쇄적으로 고장내기로 아주 악명이 높다. 특히 BMW제 EGR은 자연발화하여 차체를 태워 먹는 것은 물론 옆차들까지 불태우는 것으로 악명이 높아 대한민국에서 지하주차장 입장이 거부되기까지 한 적이 있다. 그럼에도 환경규제 때문에 EGR이라는 장치가 완전히 포기되고 있지 않은 상황이다.
- 최대 출력 및 RPM이 낮음: 구동 특성상 최대 회전수의 한계가 뚜렷하여 토크 대비 출력[22]이 가솔린 엔진에 비해 낮다. 원래 연소성이 한참 떨어지는 유종을 가지고 억지로 만든 엔진이다보니 CRDi 무화 방식 도입 이전의 플런저 펌프 주입으로는 그야말로 그런 저질기름으로 굴러가는 것만 해도 감지덕지하다는 의식을 강요받는 수준의 출력이었다. 오늘날 디젤 자동차가 무조건 터보차저를 달고 나오는 이유이기도 하다.[23] 승용차는 일반적으로 가솔린이든 디젤이든 일정한 최고속력을 목표로 하기 때문에 최대 회전수가 낮은 디젤 엔진은 최종감속비를 낮추어 장착하게 되고, 따라서 높은 토크의 의미는 사실상 없어지게 된다.[24]
- 연료의 순도에 민감함: 커먼레일로 넘어가면서 생긴 문제. 전용의 인젝터를 사용하는 가솔린 GDI 엔진 엔진과 비교해보면 고무로 된 호스와 300bar 정도의 인젝터로도 충분하지만, 디젤은 강철 배관으로 이루어진 커먼레일과 2000bar 수준의 초정밀한 인젝터를 요구한다. 그래서 세탄계 탄화수소 이외의 어떠한 물질도 들어가면 안 된다. 같은 엔진이 최신 기술 적용으로 인해 장단점이 뒤바뀐 사례로서 옛날 플런저 방식 디젤 엔진은 오래된 경유를 넣어도 별 탈이 없었고 심지어 날씨가 엄청나게 추워서 주유해둔 경유가 얼었을때는 보드카를 주입해서 녹이면서 굴리기까지 했을 정도다. 그것도 품질이 낮았던 소련제 엔진으로도![25] 그러나 현대의 CRDi와 DPF 등이 조합된 디젤 엔진은 세탄계 탄화수소가 아닌 물이나 알코올이 들어갔다가는 당장 절단난다. 만약에 CRDi 디젤 엔진에 물이나 알코올이 들어간다면? 엔진은 작살이 나게 돼서 수리비가 폭탄으로 나올 것이다. 재수없으면 연료계통[26]을 완전히 교체해야 할지도 모른다. 최소 500~700 이상으로.[27]
- 연료의 점도에 민감함: 역시 커먼레일로 넘어가면서 생긴 두드러진 문제인데, 더워도 추워도 연료의 점도 변화 때문에 엔진에 문제가 생긴다. 특히 연교차가 심한 한국에서 가장 두드러지는 단점이다. 날씨가 아주 추운 겨울에는 경유가 얼어버리는 일이 발생한다.[28] 일단 여름에 저장해 둔 하절기용 경유라면 파라핀 첨가량이 많아 젤리처럼 통으로 굳어지고, 11월 초부터 3월까지 공급되는 동절기용 경유도 영하 19도가 되면 굳어버린다. 강원도와 경기북부, 경북북부에는 혹한기용 경유가 공급되지만, 하절기유>동절기유>혹한기유 순으로 연비가 줄어든다. 다만 고분자 탄화수소 함량이 적어 연료 밀도가 낮으니 연비가 낮아지는 거지 딱히 운행에 지장을 주는 것도 아니고 대신 카본 발생도 줄어든다. 어찌됐든 이런 특성으로 인해 남부의 차량이 출발 전 가득 주유하고 강원도나 스키장으로 놀러갔다 다음 날 아침에 시동을 못 걸어 고생하는 사태가 자주 발생한다. 경유차량을 운행한다면 스키장이나 강원도 여행을 갈 때는 거기서 주유하고 시동을 끄자. 특히 영하 20도를 넘어서는 한파가 잦은 지역에서는 동절기 경유조차 젤리처럼 얼어버리는 경우가 있어 한파경보라도 예고된다면 경유 동결방지제를 구해서 연료에 첨가하자. 어느 정도 효과를 볼 수 있다. 물론 지하나 실내 주차장에 주차해 얼어붙을 일이 없게 하는 것이 가장 좋지만 불가피하게 야외에 주차할 경우에는 햇볕이 내리쬐는 양지에 주차하면 훨씬 낫다. 응달에 주차하면 차가 말 그대로 얼어붙어버린다. 애초에 겨울철만 되면 얼어서 엔진으로 공급이 안 됨에도 하절기 경유에 파라핀을 첨가하는 이유는, 커먼레일의 작동 메커니즘 자체가 점성 경유가 가진 윤활력에 의존하는 상황에서 하절기에는 연료의 온도가 빨리 오르기 때문에(점도가 떨어지기 때문에) 그냥 경유를 쓰면 주행 중 윤활력이 떨어져 연료계통의 수명이 급락함은 물론 장기적으로 엔진을 망가뜨리기 때문이다. 최악의 경우 겨울에는 하절기용 연료가 얼었을 때 시동을 과다하게 시도하면 연료펌프 쇳가루로 엔진이 박살나고, 여름에는 동절기용 연료가 윤활력을 잃었을 때 주행하면 연료펌프 쇳가루로 엔진이 박살난다.
- 엔진 오일의 점도에 민감함: 터보차저 조합이 보편화되면서 발생한 문제다. 터보차저는 지속적으로 소량 공급되는 엔진 오일에 윤활을 의존하여 작동하는데, 기온이 낮은 날에는 엔진 오일의 온도가 낮고 점도가 높아 엔진오일 공급이 원활하지 않다. 이 상태에서 급가속을 하면 터보차저 구동축 베어링이 점점 갈려버리다 결국 그 틈새로 엔진 오일이 줄줄 새게 되며 이는 터보차저 구동축 고착을 유발하거나 하단에 서술하는 디젤 엔진 폭주 현상의 원인이 될 수 있다. 따라서 겨울에는 예열과 완속 운전을 얼마간 거쳐 엔진 오일 온도를 올리고 점도를 부드럽게 풀어 준 뒤에 본격적인 운행에 들어가야 터보차저의 수명 저하를 최소화할 수 있다. 한국군에서 사용하는 트럭들도 터보차저 도입 초기에 예열을 소홀히 했다가 혹한기 터보차저 파손으로 차량을 말아먹는 사례가 매우 많았다.
- 기밀 유지의 중요성: 가솔린은 전기 스파크로 점화하기 때문에 실린더 내의 압축이 불량해도 점화 자체가 안 되지는 않는다. 하지만 디젤 엔진은 실린더 압력이 누설되면 공기의 온도가 떨어져 산화반응이 일어나지 않는다.
- 또한 압축열에 의한 자연연소에 의존 하는 디젤 엔진 특성상, 차가우면 시동이 가솔린 엔진보다 잘 안 걸리는 것도 문제이나, 엔진이 무거워서 열용량이 큰 탓에 엔진 가열이 늦고 그로 인해 냉각수 가열도 덩달아 늦어져 시동 초기에 히터가 제 역할을 못한다. 최근의 디젤 승용차에는 보조히터가 장착되지만 FFH 같은 연소식 히터를 채택하는 경우도 있으나 이는 난방을 위해 연료를 따로 연소하게 되어 연비가 나빠지고 전기를 사용하는 PTC 방식의 경우에는 성능이 매우 떨어진다.[29]
- 비싼 가격: 상기 서술한 특징들의 콜라보 덕분(?)에 동배기량의 가솔린 엔진에 비해서 가격이 비싸다. 자연흡기식 가솔린 엔진에 비해 엔진 블록 두께도 더 두껍고 커먼레일과 고압 연료펌프, 그리고 터보차저+인터쿨러가 더 붙고 거기에 환경규제를 충족하기 위해 EGR+DPF 등이 또 다시 추가되어 원가가 상승한다. 기본적으로 엔진부에만 추가되는 비용이 이렇고 차량 자체에 추가되는 방진구조까지 포함되면 가격은 더 올라간다. 그리고 최근에는 환경 규제가 빡세지고 요소수 장치까지 추가되어 가격은 매우 높다. 모조리 최신 기술이 집약된 정밀 부품들이라 부품값도 장난 아니다.
- 갑작스런 엔진 폭주의 가능성: 터보차저 파손이나[30] 헤드 가스켓의 노후화 등의 엔진의 노후화[31] 에 의해 실린더 내부로 경유가 혼입된 엔진오일이 유입 될 경우 이것도 같이 연료처럼 착화되어 엔진 RPM이 급작스레 치솟는 문제가 있다. 또한 상황에 따라 키를 돌려 시동을 껐는데 여전히 엔진이 돌아가는 매우 막장인 상황도 나온다.[32] 이때 엔진을 끌 수 있는 방법은 흡기구를 막아 엔진의 공기 공급을 차단[33]하는 방법으로 다른 방법들보다 안전하고 확실하여 주로 쓰이는 방법이다. 하지만 이 방법은 폭주하기 시작한 지 얼마 안 된 시점에서나 시도해 볼 수 있으며, 한창 폭주가 진행된 상황이면 엔진이 언제 터질지 모르는 위험한 상황이고 더군다나 일반적인 운전자들은 이러한 대처 방법을 모르는 경우가 많은데다 다량의 매연과 함께 굉음을 내며 폭주하는 엔진에 선뜻 다가가기란 쉽지 않으므로 대부분 자연스럽게 엔진이 망가져서 멈추길 기다린다. 그래서 디젤 엔진의 경우 엔진오일을 보충하지도 않았는데 엔진오일 양이 늘어나는 경우 차량 점검이 필요하며, 규정 유면 이상으로 엔진 오일을 주유하는것은 이러한 폭주 가능성을 높여버린다. 해외에서도 당연히 사례가 많은지라 구글에 Diesel engine runaway라고 검색하면 관련 칼럼들이 수두룩하게 나오며 자기 혼자 폭주하는 엔진의 사례가 나온다. 때문에 최신 디젤 엔진은 시동을 확실히 끌 목적으로 스로틀 밸브가 공기를 확실히 차단해준다. (덤으로 저부하 영역에서 EGR 제어 시에도 사용된다.)
6.1. 정비 및 유지 보수 관련
사실상 단점 항목의 핵심이라 볼 수 있다. 한국을 포함한 대부분의 국가에서 경유의 가격이 휘발유보다 저렴하기 때문에[34] 이 차이에서 오는 장점과 함께 가솔린 엔진 대비 높은 열효율에서 이득을 본다. 그러나 대부분의 운전초년생들이 디젤 엔진에 대해 가지고 있는 상식은 "가솔린 엔진에 비해 승차감과 응답성이 부족한 대신 토크와 연비가 좋고 연료가 싸다"에서 머물러있을 뿐, 최신 디젤 엔진들이 엄청나게 복잡하고 민감하여 번거롭게 관리하지 않으면 몇 만 km도 못 타고 폐차신세가 되는지 알지 못하고 덜컥 수입산 디젤차를 샀다가 뚜벅이 빚쟁이로 전락하는 사례가 부지기수다. 과거 플런저 시절 엔진은 거의 관리에 손을 놓다시피 해도 몇십만 km를 말썽없이 다녔으나 요즘 나오는 디젤차들은 적어도 기본적인 관리는 해 주어야 문제없이 탈 수 있다.상수적인 요인은 다음과 같다.
- 연비개선과 출력향상을 위해 과급기, 특히 터보차저가 기본으로 달려나오는데 그 자체부터 정비소요가 많을 수밖에 없다.[35] 차량 수명을 줄이는 요소는 결국 발열과 rpm인데 그 뜨거운 배기가스로 20만 rpm짜리 터빈을 돌리는 장치가 정비소요가 적으면 그게 더 이상하다. 그렇다고 제트엔진처럼 티타늄으로 만들면 수지타산이 안 맞고... 게다가 이제는 배기온이 더 뜨겁다. 열이 엄청나기 때문에 일반적인 순환식 윤활은 하지도 못하고 결국 엔진오일을 조금씩 끌어와서 뿜어서 소모하면서 작동하는 구조인데 난폭운전+혹서기 고온+관리부실 조합이면 터보차저가 오일을 뿜다못해 게워내면서 고무호스를 녹이고 카본 찌꺼기 폭탄으로 엔진과 DPF까지 해먹는 지경에 이른다. 그래서 디젤, 특히 수입산 디젤을 타려면 오일 누출이 없는지 정도는 자가점검할 수 있어야 하고 각종 소모품 교환은 칼같이 해야 하고 무엇보다 소음과 진동에 민감해서 조금만 이상해도 빨리 정비소에 맡길 수 있어야 한다.
- 연료 라인이 엄청나게 민감하다. 초고압 미세분사가 대세라서 280~1300 bar짜리 고압펌프에 강철배관으로 연료를 쏘는데, 초고압인 만큼 작동 시 고열이 발생하기 때문에 윤활과 냉각을 연료탱크에서 끌어온 연료를 순환하여 한꺼번에 처리한다. 즉 잔여연료가 적을수록 냉각이 안 되고, 냉각이 안 될수록 윤활이 안 되기 때문에 그냥 적당히 연료부족 뜨기 전에 주유하는 정도도 차량 수명에 악영향을 미친다. 그렇게 타면 결국 윤활 부족으로 펌프가 갈려 쇳조각이 생기고 쇳조각이 인젝터로 들어가 분사구를 막거나 찢으면 그날로 엔진은 볼장 다 본다. 게다가 여유롭게 연료를 반 이상 채우고 다닌다 하더라도 혹한기 결로로 맺힌 수분이 펌프에 들어가도 역시 펌프가 갈린다. 따라서 연비는 좋은데 주유소는 더 자주 들러야 하는 아이러니에 처한다. 연료 필터 상시교체야 당연한 거고... 이게 귀찮다고? 디젤 연료계통은 한번 터지면 터보나 엔진 본체만큼이나 수리비 폭탄이 나온다.[36]
- 배출가스 규제의 강화로 인해 대한민국에서 판매되는 모든 디젤 엔진에는 요소수를 활용한 환원 시스템을 넣기 시작했는데, 이 요소수도 기름 정도는 아니지만 은근히 돈이 들어간다. 2018년 기준 리터(ℓ)당 싸게는 1,100원 정도하며 소모량은 보통 경유 100리터당 4리터(경유 1ℓ 당 0.04ℓ) 정도 수준, 연비 16km/ℓ 연간 2만 km를 탄다고 했을 때 연간 약 5만~6만 원이 넘는 금액이 들어간다. 참고로 SCR 달린 차들은 요소수가 없으면 출력이 상당히 낮아지거나 아예 시동이 걸리지 않도록 프로그램을 설정해놨다. 게다가 2021년 10월 경부터 요소수가 품귀현상이 일어남으로 인해 디젤차량 차주들이 곤경에 처하기까지 했다. 자세한 내용은 2021년 요소수 대란 참고.
- 보조 장치의 정비소요를 제외하고도, 최신 승용차용 디젤 엔진은 연비와 출력이 향상된 만큼 열과 압력의 편차가 더 증가했다. 더 많은 열과 압력은 고무와 플라스틱과 베어링 구리스와 접합재를 더 빨리 열화시킨다. 그렇다면 구식 자연흡기 플런저 디젤 엔진 차량이나 가솔린 엔진 차량에 비해서 유지비용이 지극히 많이 깨질 것은 불을 보듯 뻔하다. 예방 정비를 게을리하거나 할 줄 몰라 누유/누수에 엔진, 터보, 혹은 ECU를 먹히고 사설 정비소에 입고되어 수백만 원의 수리비 폭탄을 맞는 경우도 다반사다.[37] 그래서 고가 디젤 승용차는 돈뿐만 아니라 운전기술과 차량 관련 지식을 종합해 갖춘 능력자가 타야 맞는다는 것이다.
변수적인 요인은 다음과 같다.
- EGR 장착 차량이 늘어 EGR과 흡기 라인의 카본 퇴적이 문제가 되고 있다. 카본 퇴적은 디젤 차량의 고질병이며 특히 EGR은 2018년 여름 BMW 연속 화재 사건의 주범으로 지목받고 있는데, 화재뿐만 아니라 출력 저하와 오염물질 배출에 영향을 주기 때문에 주기적인 관리가 필수이다.
- DPF와 SCR을 비롯한 배출가스저감장치가 막히거나 녹아서 고장날 수도 있다. 겉보기에는 그냥 배기라인에 통 하나 추가된 정도지만 나가는 매연 전부를 통 하나로 필터링하는 막중한 임무를 맡는지라 상당히 비싼 부품인데다가 엔진오일도 전용 오일을 주입해야 하므로 교환비용이 더 비싸다. 그나마 정말 막장으로 타고다니는 게 아니라면 쉽게 고장나지도 않을 뿐더러 법적으로 7년 또는 12만km 동안 무상수리 대상이긴 하나, 자동차 회사에서는 적산거리 20 ~ 25만 km 정도에는 교환을 권고한다고 차량 사용 설명서에 써두고 있다. 즉, 수명이 좀 긴 소모품인 셈.[38][39]
총체적으로 연계된 장치들의 구조가 가솔린 엔진보다 복잡하다보니 그만큼 고장날 수 있는 부속도 많고 그 부속들의 가격도 더 비쌀 뿐더러 관리도 더 많이 필요하며 수리도 힘들다. 가장 큰 문제는 위에서 언급한 구성요소들 하나하나가 부품값이 50 ~ 60만원에서 수백만원 단위이며, 하나라도 고장나기 시작하면 연관되어있는 부품들까지 점차 망가뜨리게 되는데[40][41], 최악의 경우 엔진을 통째로 수리 or 교환해야 하거나 주행 중 시동이 꺼지는 상황까지도 갈 수 있으며, 수리 비용은 당연히 상기한 금액보다 훨씬 더 불어나게 된다.
단순한 구조, 연료 품질에 영향이 적다는 것도 벌목용 제무시 CCKW 트럭 같은 플런저식 디젤차에 한정되는 이야기일 뿐, 커먼레일 시스템과 ECU가 장착된 이상은 그 또한 옛말이 됐고, 차량의 고장이 잦으면 연비로 뽑은 뽕을 수리비로 다 쓴다는 소리가 괜히 나오는 게 아니다.[42] 게다가 날이 갈수록 완성차에 대한 환경규제가 강화되는 만큼, 이에 대응하기 위해 공해저감 장치를 추가로 장착하여 출고하게 된다면 유지보수 난이도와 비용이 크게 올라갈 것은 사실상 확정이다.
비교적 도시화율이 낮고 도로망이 잘 되어있어 고속 장거리 주행이 잦은 유럽, 높은 지형 적응력을 요구하는 혹한 기후의 지역들에 판매되는 승용차들이나, 혹은 장거리 정속운행이 잦은 버스, 트럭 종류의 차량들에는 좋은 연비와 토크를 갖고 있는 특성상 디젤 엔진이 애용된다. 하지만 구조가 복잡하여 무겁고, 유지보수 측면에서 저열하다는 점에서 시내 운행이 잦은 한국 환경에서는 부적절하다. 물론 한국의 주유 및 정비 인프라에서는 경제성을 극한으로 추구한 전설의 엑센트 디젤 수동 같은 물건도 굴릴 수는 있지만 문제는 수입 디젤. 과거 수입 디젤 차량이 한참 유행하던 시절의 독일 3사는 높은 연비와 친환경성을 통해 합리적 가격에 프리미엄 차량을 즐길 수 있음을 홍보하며 수입 차량 보급에 앞장서왔다. 그러나 이는 어디까지나 상술일 뿐, 전혀 소비자에게 비용 면에서 합리적인 차종이라고 할 수가 없으며, 심지어 일부는 디젤게이트를 통해 허구로 밝혀졌다.[43]
게다가 국산차야 코란도 투리스모든 엑센트 디젤 수동이든 사놓고서 때려밟는 차주는 거의 없지만, 독일산 디젤 승용차는 열효율이 높고 노킹이 없다는 장점을 극한으로 살려 그 정교한 첨단 전자제어식 과급-분사량 세팅으로 구현한 폭풍 같은 토크로 G-포스를 느끼는 '오빠 달려' 한 번 안 해보는 차주가 남성에 젋고 혈기 넘칠수록 드물다. 특히 워런티 기간 내에는 더더욱 그러하다. 특히 이렇게 달리는 데 쓰는 차일수록 기관 온도를 더 뜨겁게 쓰며 또한 온도 변화가 격심하므로 당연히 접합 및 마감재(가스켓, 동와셔, 고무O링 등)의 노화 및 탈락이 빠르고 따라서 누유와 누수가 더 잦다. 독일이 차를 제대로 만들지 않는 것이 아니라, 달리는 데 특화된 차는 피할 수 없는 문제이다.[44] 한국의 여름과 겨울은 이를 더더욱 악화시킨다. 따라서 사실상 핵심부품들이 워런티 종료로부터 주행거리 8만 사이에서 연쇄적으로 터지게 되어있는 일종의 "디젤 타이머"가 달려있는 것이나 마찬가지이다. 중고시장에서 흔히 볼 수 있는 초감가 매물들은 십중팔구 곧 도미노식 부품 고장이 임박한 좀비차량들이고, 주행거리 자체는 짧아도 관리 안 하고 마구 밟고 난 뒤 엔진이 죽기 직전에 폭탄돌리기 식으로 처분하는 사례도 허다하다.[45]
살살 몬다고 해서 문제가 없는 것은 아니다. 유럽제 디젤 승용차들은 오너 매뉴얼에 “단거리를 자주 달리면 고장납니다“라고 그냥 떡하니 쓰여 있다. 우리나라 도시 거주자는 거의 전부 단거리를 자주 달리려고 승용차를 사고, 혼잡한 도심 도로에서 섰다 갔다를 반복하며 10~20 km의 거리를 시속 20~50 km으로 주행하는 것이 전형적인 주행 양상이다. 유럽산 디젤 승용차들은 시속 60~80 km로 한 번에 100 km 정도를 달리는 것을 상정하고 설계되었으며, 그러지 않으면 DPF에 분진이 누적되어 문제가 일어난다. 처음에는 집에 돌아와 주차장에 차를 세우고 시동을 껐는데 자동차가 혼자서 굉음을 내며 계속 작동하는 모습을 보게 될 것이며(래디에이터 팬이 계속 도는 소리), 머지 않아 DPF 경고등이 들어오고 “고속으로 장거리 주행해 주십시오“라는 경고 메시지가 나올 수도 있다.
특히 사회 초년생이 독일제 중고 디젤차량을 사는 것을 도박이라고 하는 것도 위와 같은 이유에서이다. 돈이 없지만 자랑은 잔뜩 하고 싶어서 비교적 값싼 2,000cc급 독일제 구형 중고 디젤차를 사는 사람이 늘었는데, 이게 태반이 A/S 기간이 지난 차들인지라 생각보다 잔고장이 많고 그 부품값이 상상을 초월해서 수리비로만 거의 천 만 단위가 깨져 신차값 대비 중고차값 차액과 연비로 아낀 비용을 다 토해내는 일이 비일비재하다.[46] 이런 사실을 모르고 싼값에 프리미엄 브랜드의 차량을 살 수 있다는 생각에 덜컥 사버렸다 미칠듯한 수리비에 놀라 겨우 구입한 차량을 포기하거나 카푸어로 전락하는 경우가 많다. 하다못해 국산차도 어디까지나 수입차에 비해서 꽤 저렴하기에 크게 이슈가 되지 않을 뿐, 관련 부품들이 고장났을 때 수리 견적이 거진 엔진 오버홀과 맞먹는 수준으로 나오기 십상이라, 역시나 카푸어의 정의에 부합하는 상황이 닥쳐올 가능성을 배제할 수 없다. 아니 그냥 카푸어가 아니라 신용불량 카푸어, 뚜벅이 카푸어라는 가장 비극적인 결말을 맞게 된다.
하다못해 인젝션 펌프 내지 초기 CRDi 엔진들은 무언가 조금만 틀어져도 시동 불량, 부조, 출력 저하, 배기가스 농도 증가 등 또렷한 물리적인 증상을 보이기에 차주가 조금만 눈치가 있어도 대부분 일찌감치 알아채고 저렴한 비용으로 해결되기도 하지만, 구조가 복잡한 신식 차량들은 상기한 증상이 나타났을 때 이미 중대한 고장으로 번져있을 가능성이 높다는 것도 문제다.
물론 올바른 운전습관과 기본적인 관리 정도는 착실하게 하는 스타일이라면 디젤 엔진도 오랫동안 큰 말썽 없이 운행하면서 유류비 절감의 장점을 충분히 누릴 수 있다. 그러나 가솔린차에 비해 관리해야 할 요소가 많고 이 부분을 상관하지 않고 그냥 막 타다가는 가솔린차에는 큰 문제가 안 생길 만한 습관도 디젤차에게는 치명적으로 작용할 수도 있고, 부품값이 비싼 만큼 비싼 수리비를 물게 될 가능성이 높다.
이러한 단점들로 인해 소비자들 역시 SUV를 구매할 때조차 가솔린 및 LPG 모델을 선택하는 비중이 증가하고[47] 제조사들도 아예 디젤 엔진 라인업을 배제한 채로 출시하는 등 승용 부문에서는 입지가 점점 좁아지고 있다. 특히 하이브리드 자동차의 등장은, 가솔린 엔진의 연비를 월등히 증가시켜줘 디젤의 입지를 줄이는데 가장 결정적인 역할을 했다.
심지어 상용차도 예외는 아닌 것이, 환경규제가 강화되고 구조가 복잡해짐으로 인해 신차 가격과 정비 비용이 크게 상승하여 운수업자들의 수익에까지 영향을 미칠 정도가 되었고, 현대자동차그룹도 2023년을 끝으로 1톤 트럭의 주력인 디젤 엔진 사양 단종을 강행했다.
6.1.1. 관리 요령
- 연료탱크 항상 만충: 연료펌프 과열 및 결로방지
- 오일과 필터는 반드시 정품 혹은 비품이어도 완성차 제작사에 납품하는 제품으로만, 공식 지침상 키로수의 최대 1/3를 넘지 않게 교체. 한국 주행 여건은 대부분 가혹 조건에 해당.[48]
- 터보차저 풀 가동 전 오일 예열 순환 필수: 윤활이 충분치 않은 상태에서 고회전은 마멸과 유격을 야기하므로 본격적인 가동 전에 유온을 충분히 올려주어야 한다.
- 터보차저 풀 가동 후 시동 끄기 전 후열 필수: 마찰열이 누적된 상태로 방치된 윤활부는 열화하여 차회 운전 시 마멸과 유격을 야기한다.
- 정기적으로 1시간 이상 고속도로 정속주행 및 고속주행 개시 30분 내로 시동 끌 때 후열 필수: 포집된 탄소미세먼지를 태워서 날리는 DPF 후연소 작업은 공랭문제 때문에 장시간 고속주행 시에 이루어지고, 이를 게을리하면 결국 DPF가 막혀서 고장난다. 또한 어중간하게 DPF 후연소 와중에 바로 시동을 끄고 정차하면 냉각없이 잔여물이 연소된 DPF가 과열되어 녹거나 터질 수 있다.
- 승차감/소음 변동 감지 시 자체 점검 필수
- 주입재 누설 혹은 이상 소모 발생시 즉시 입고 필수: 누설을 방치하면 배선을 타고 사방으로 흘러서 호스를 녹이거나 전장배선의 접촉불량이나 단선을 유발하기도 한다.
- 배기가스가 투명색 이외의 색상(흑색, 회색, 백색)으로 나올시 즉시 점검 및 정비: 습하거나 매우 추울 때에 수증기가 뿜어져나오는 것은 정상이나, 상온의 건조한 날씨에서 회색이나 백색 매연이 보인다면 더 이상 운행하기에 위험한 상태일 가능성이 높다[49]
- 점검 중 누설 발견 시 즉시 입고 필수
- 고가 수입차의 경우 전문으로 정비하는 업체 근처 거주 필수
7. 기타
유럽 기업들이 일찍부터 디젤 엔진 쪽에 고루 강세였다. 그중 승용 디젤 엔진 분야의 대표적인 회사로는 독일의 폭스바겐(+폭스바겐의 기술을 공유하는 아우디), BMW, 메르세데스-벤츠, 프랑스의 푸조와 르노 등.[50] 한국 자동차업계도 유럽시장 공략을 2000년대 초반부터 승용 디젤 엔진 개발에 힘을 쏟았고 그 결과 현대 U 엔진이나 현대 R 엔진 등이 스펙상으로 세계수준에 도달했다는 평가를 받고 있다.반면 오랫동안 가솔린 엔진 위주였던 미국은 승용 디젤 엔진의 불모지이기는 하나 운송 및 건설, 철도용 엔진 등 상용 디젤 엔진 분야에서 무시 못할 기술력을 가지고 있다. 캐터필러, 커민스, 디트로이트 디젤에서 만드는 트랙터 트럭과 버스의 상용 디젤 엔진은 내구성/연비/파워/배기가스, 하다못해 정비 용이성이나, 부품 공급(거의 모든 각개부품들이 다 나온다. 유럽 디젤 엔진은 모듈화된 경우가 많다.)에까지 모든 면에서 세계에서 최고로 인정받는다. 참고로 미국의 디젤 사용률은 3% 내외로 한국이 약 20%에 달하는 것에 비하면 상당히 적은 수치인데 이는 유럽에 비해 상당히 빡센 미국의 자동차 배기가스 규제정책에 의한 것이 크고 덤으로 휘발유가 경유보다 싸다는 것에 힘입는 바가 크다. 사실 한국에서 경유가 싼 이유는 휘발유보다 원가는 비싼데 세금이 덜 붙기 때문인 것이 가장 크다.[51]
군의 경우에는 M46, 47, 48 트리오의 휘발유 엔진에 학을 떼고 나서는 M60 때 고출력 디젤 엔진을 양산했고, MBT-70을 위한 전차용 1500마력 디젤 엔진을 개발했지만 이게 군용인지, 기록경신용인지 알 수가 없는 오버테크놀로지 설계로 야전 정비가 불가능하도록 만들어서 MBT-70을 나가리되게 한 원흉을 생산한 바 있다. 이후에는 가스터빈으로 방향을 선회해 결국 1500마력급의 디젤 엔진 개발의 맥은 끊긴 상황. 다만 브레들리 전투차급에 주로 들어가는 600마력급 디젤 엔진은 자국산이다.
오염에 대해서 상당히 문제가 많다고 공격받는데, 가솔린 차량에선 별로 나오지 않는[52] 질소산화물과 미세먼지 및 초미세먼지가 특히 말썽이 되고 있다. 더욱이 이 문제는 굳이 디젤 엔진뿐만이 아닌 내연기관 전체의 구조적 한계에 의한 것이기 때문에 디젤 엔진 자체의 기술만으로는 근본적인 개선이 어렵다. 따라서 근래에는 여러 후처리장치를 도입하여 배기가스를 걸러내는 식으로 해결하게 하고 있다. 본질적으로 가솔린 엔진보다 깨끗할 수 없는 디젤 엔진 배기가스가 최근의 기준에선 더 깨끗하게 나올 수 있는 것은 전적으로 이 후처리의 힘이다. 그러나 단점 항목에서 설명했듯이 엔진에 별도로 후처리 장치를 더 붙여놓은 것이므로 신뢰성이나 비용 문제에서 불리해지는 문제가 생긴다. 예를 들어 미세먼지를 걸러서 모인 미세먼지를 태우는 DPF는 멀쩡한 연료를 DPF로 흘려보내 태우는 방식이기 때문에, 연비 면에서나 열발생 면에서나 좋을 리는 없다. 아울러 후처리장치가 고장날 경우나 일부러 작동하지 않게 하는 경우 오염물질을 제어할 수가 없고,[53] 여기에 초미세먼지를 염두에 둔 유로6의 경우 요소수까지 제때제때 충전해야 하는데 요소수를 충전하지 않고 사용할 경우 오히려 오염이 심해진다고 한다. 쉽게 말해 규제 맞춘다고 혹을 붙였는데 떼낼 수도 없는 골치 아픈 현상이다. 이러한 추가비용이나 번거로움을 운전자들이 기꺼이 받아들일지 의문이 크다는 것이다.[54] 특히 영세한 상업용 차량들의 경우 이 문제가 매우 치명적인 문제가 된다. 때문에 일각에선 업계에서 말하는 클린 디젤이라는 단어 자체가 거짓말이라고 지적하기도 한다.
폭스바겐그룹은 자사의 기술력으로 만든 디젤 엔진을 자랑하며 디젤 엔진의 친환경성을 가장 많이 광고해왔고, 가장 많은 효과를 보며 계열사인 폭스바겐, 스코다, 세아트로 유럽시장을 석권해온 회사이다. Clean Diesel과 같은 문구 역시 그 일환이다. 그러나 그 폭스바겐도 디젤 엔진이 초래하는 오염 문제를 해결하는 데 고생을 하고 있으며, 결국 꼼수로 이 문제를 해결하려 했는데 그것이 디젤게이트이다. 디젤게이트로 인해 평소에 폭스바겐社의 디젤 엔진이 환경기준치의 4배에서 10배(!)에 달하는 유해 배기가스를 내뿜는다는 것이 알려지자 덩달아 전 세계 모든 자동차회사의 승용 디젤차량 수요가 급감했고, 덩달아 아우디까지 판매량이 급감함에 따라 다른 럭셔리 회사들의 가솔린 차량 수요가 급증했다. 물론 대중차 회사들도 예외는 아니다. 결국 유럽 쪽에서는 승용 디젤은 택시 같은 영업용으로나 쓰이는 추세가 됐다.
여러 문제를 놓고 한국에서 점차 디젤 엔진을 장착한 차량이 늘어나자 "경유 가격을 올리자"라고 주장하는 휘발유차 오너들이 간혹 존재하는데 사실 경유 가격은 2000년대 이후로 휘발유 대비 60%에서 시작하여 2006년에는 정책적 로드맵에 의한 세율 조정을 통해 85%까지 올라간 상황이다. 그나마 15%의 차이라도 둔 이유는 경유가 전형적인 산업용 유종이기 때문. 즉 수송용, 산업용으로 많이 쓰이는 경유값을 형평성 논리로 인상할 경우 결국 관련 산업이 영향을 받아 전반적인 물가 인상으로 이어질 수밖에 없다. 상업용 화물차만 면세 혜택을 주거나 세금을 환급하자는 주장 또한 존재하는데, 비슷한 제도가 이미 어선용 경유 등에 적용되어 실행되고 있다. 그리고 어업용 경유 등을 빼돌려서 팔아먹는 사건이 종종 터지고 있고. 결국 특정 유류값을 조정한다고 해서 그런 문제들의 해결책이 되는 것은 아니다. 그러나, 2022년 러시아의 우크라이나 침공 사태로 인해 경유 가격이 휘발유 가격을 추월한 사태가 정말로 일어났다.
두돈반이라 불리는 K-511의 경우도 신형엔진으로 교체할 때 논란이 있었다. 해당 항목으로.
시내버스는 중고 천연가스버스로 버티는 동해시를 제외한 모든 지역에서 전기버스, 수소버스를 도입할 계획이 있고, 동해시도 천연가스버스를 굴리고 있으므로 100% 디젤버스만 굴리는 시 단위는 2025년에 사라질 것으로 보인다. 단, 100% 디젤버스만 굴리는 비수도권 일부 농어촌버스는 전기버스 도입 계획이 없다.
7.1. 스포츠카용 엔진
무겁고 가속이 느리다는 그 디젤 엔진으로 만든 스포츠카도 존재한다. 한때 클린 디젤 붐이 일었을 때 디젤 엔진에 CRDi와 터보차저를 조합한 김에 연료분사압과 과급압을 한계치까지 올려 어거지로 펀치력을 올린 것으로, 특히 터보랙 저감을 위해 리틀-빅 터보나 트리플/쿼드 터보를 박아버리기까지 한다. 비록 가솔린 엔진 스포츠카에 비해 비록 엔진음과 최고속력이 아쉽고 조작감도 떨어지지만, 과급압을 아주 무식하게 때려박을 수있는 디젤 특성상 노킹 걱정없이 악셀을 때려밟으며 괴물같은 초반 가속을 즐길 수 있으면서 연비도 매우 양호하고 화재 위험도 없다는 장점이 있어서 그란 투리스모나 스포츠 세단으로는 아직까지 사랑받고 있다. 물론 겨울철에는 엔진오일 예열 등 터보차저 관리에 세심하게 신경을 써야하며, 엔진오일에 그을음이 많이 끼기 때문에 가솔린 스포츠카만큼 엔진오일을 자주 교체해줄 필요가 있는 것은 물론이고 일반 승용차보다 빠른 하체 및 마운트의 소모도 감당해야한다. 관리에 소홀했다가 엔진오일이 실린더 안으로 새어들어간 상태로 타고 다니기라도 했다간 수리비로 몇천만 원이 깨질지 모른다. 이 분야에서 가장 강세인 회사는 BMW로, 5시리즈 특히 M550d가 대표 모델이다. 한때는 포르쉐나 마세라티에서도 디젤 모델을 출시했었으나 가벼운 정통 스포츠카와는 맞지 않았는지 얼마되지 않아 단종되었다.
7.2. 항공기용 엔진
항공기용 디젤 엔진도 존재한다. 디젤 엔진의 특성을 아는 사람들은 뜨악할 텐데, 두껍고 무거운데다 고회전에 약하고 고공의 저온 저기압 흡기로는 자연 연소가 이루어질만큼 높은 비열이 잘 확보되지 않기 때문이다. 이러면 밟아도 잘 안 올라가는데 올라가다 허공에서 제멋대로 시동이 꺼져도 전혀 이상하지 않고, 공중에서 한번 꺼진 시동은 다시 걸리지 않는 공포의 엔진이 된다. 대부분 시동이 꺼져도 즉시 추락하지는 않는 비행선에 쓰였으나 소련에서는 고정익 비행기에도 장착해서 Yer-2, Pe-8가 디젤 엔진 버전들이 있었다. 항속거리는 늘었는데 신뢰도가 영 아니었다고 한다.
2000년대 들어서면서 환경 오염을 줄이기 위해 세금을 크게 올려 항공기용 가솔린 값이 급상승하고[55] 이제 중소공항에서는 아예 팔지도 않는 경우도 늘어나며 점점 구하기 어려워지고 있다. 그래서 흔하고 값싼 제트엔진용 연료나 디젤 자동차용 일반 경유를 피스톤 항공기 엔진에 쓸 수 있는 디젤 엔진도 진동, 연비, 출력면에서 많이 개선되어 다시 주목을 받고 있다. 이 중에서는 오스트리아의 다이아몬드계열 항공기들이 유명한 편. DA40, DA42 등의 항공기들은 가솔린 엔진 버전과 디젤 엔진 버전 모두 존재한다. 다만 디젤 버전은 트랜스미션을 자주 갈아줘야 하고 사고가 몇 번 나 다시금 디젤 엔진 항공기의 안정성에 대한 우려를 내는 중이라고. 다만 이는 더 자주 점검과 관리가 필요한 디젤 엔진을 소유자가 신경을 쓰지 않아 생기는 정비불량이 대부분이다.
항공기용 디젤 엔진은 원래 디젤 승용차용으로 개발된 디젤 엔진을 항공기용으로 개조하는 경우가 많은데 이는 대량 양산으로 개발비나 생산가격을 크게 낮출 수 있기 때문이다. Thielert Centurion 2.0S 155 마력 (114 kW) 은 대략 8만 9천달러 가량으로 여전히 가솔린 엔진보다는 무겁고 상당히 비싸다.
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| 구동 바퀴 | 전륜구동 · 후륜구동 · 2륜구동 · 4WD(4륜구동) | |
| 레이아웃(엔진/구동) | FF · FR · RMR · RR | |
| 엔진 구성 | 수평대향 엔진(수평대향 · 플랫(박서)) · 왕복 · 단기통 · 직렬 · V형 · 반켈 | }}}}}}}}} |
[1] 소형 발전기 용[2] 사진은 2016년부터 BMW 750d에 쓰인 쿼드 터보엔진.[3] 5기통 2행정 엔진의 위쪽 일부분(!)이다. 사진 오른쪽 위의 출입문과 비교하면 크기를 짐작할 수 있다..[4] 대형 컨테이너선에 사용되며 무려 103,000마력의 힘을 낸다. 무게만 2,300톤. 성인 남성 3만 명(!)과 같다. 아폴로 11호를 발사한 2800톤짜리 새턴 V 로켓과 맞먹는 셈. 크레인의 한계로 공장에서 내보낼 때는 다시 여러 부분으로 분해한 다음 배에 장착하면서 조립한다.[5] 소형 디젤 엔진(G2엔진) 3.4L급 모델.[6] ジーゼルエンジン 이라 표기 하기도 한다.[7] 물론 경유도 질산암모늄 등으로 펄펄 끓어오를 만큼 압도적인 양의 열을 가하면 화재를 내기는 하지만 일반적으로는 매우 어려운 일이다.[8] 게다가 과급을 많이 할수록 압력이 더 올라 산화점이 더 낮아진다.[9] 세탄은 헥사데케인의 다른 이름이다.[10] 공기분사식에 비해 크기가 작고, 간단하면서 연료 분사량 제어가 가능한 분사장치[11] 대통령 의전차는 온갖 방탄장갑과 생존장비를 덕지덕지 붙인 나머지 총중량이 만재한 2.5톤 트럭과 동급이며, 구식 2.5톤 트럭도 한때 가솔린 엔진이었던 점을 고려하면 가솔린 엔진으로도 움직이기야 하겠지만, 토크가 모자라서 승용차 치고는 지나치게 가속이 느린 데다가 항속거리도 짧기 때문에 디젤 엔진을 쓰는 것이 최선이다. 그래도 디젤은 디젤이므로, 특별히 터보랙 저감 및 전시긴급출력 개조가 되어있을 가능성이 높다[12] 실제로는 엔진에 부하가 걸리기 시작하면 공연비가 11:1 정도까지도 떨어진다.[13] 과거에는 린번이라고 해서 혼합가스를 실린더 내로 와류 흡입을 시켜 의도적으로 공연비를 15 이상으로 높여서 연비를 높이는 기술이나, 미쓰비시 GDI 같이 스월분사로 50:1의 공연비를 달성하는 기술들이 적용된 바 있지만 이론공연비 영역이 아닐 경우 가솔린 배기정화기술의 핵심인 삼원촉매장치의 작동점과 안 맞는 문제에 더불어, 극히 일부조건(냉각수 온도가 75도 이상에 70~110km/h에서 정속주행)에서만 작동했던 문제로 인해 현재는 해당 기술은 사장됐다.[14] 자동차용 엔진으로는 1910년 최고속도 경신용으로 개발된 이탈리아 피아트의 S76 경주차가 4기통에 28,500cc로 기통당 7,125cc를 달성한 적이 있으나, 너무 과거의 이야기다. 현재의 양산용 가솔린 엔진 중 기통당 배기량이 가장 큰 엔진은 드래그용 튜닝이나 올드 머슬카 복원용으로 절찬리 인기를 얻고 있는 쉐보레 퍼포먼스의 527 엔진으로, 8기통 9,400cc의 배기량을 갖추고 있다. 이 엔진을 대개는 일반적인 드레그 레이스 전문 팀의 엔지니어들이 보어를 조금 더 늘려 총 배기량을 10,000cc까지 채워서 사용하는 것이 보통이기에, 기통당 약 1,250cc 가량의 배기량 정도가 실제 사용하는 환경에서의 효율을 지나치게 해치치 않는 가솔린 엔진의 배기량 한계점 정도로 보고 있다.[15] 이 문제가 가장 잘 드러나는 분야가 항공 엔진으로 가스터빈 기관이 주류가 되기 전, 1940년대~50년대에 쓰이던 항공용 대형 가솔린 엔진이다. 실린더 배열이 단순한 편이 수랭식 V형 12기통이고, 수랭식만 해도 H형에, V형 12기통 2개를 묶은 W형 24기통에 자동차에선 생각도 안 할 온갖 실린더 배열과 12개는 기본으로 넘는 실린더 물량빨이 튀어 나온다. 공랭식까지 따지면 자동차에선 셔먼 전차 빼고 듣도 보도 못한 방사형(Radial)이 기본이고, 이건 또 1열당 실린더 개수가 홀수개라 보통 짝수개가 쓰이는 자동차 엔진과는 다르며, 점화 순서조차도 자동차에 익숙한 사람이 보기엔 낯설기 짝이 없다. 이런 식으로 실린더 5개~9개를 배열하여 1열을 만들고, 대형 공랭식 엔진은 앞에서 봤을 때 뒷열 실린더를 앞열이 가리지 않도록 엇갈리거나 나선형으로 돌려가면서 N열을 만들어 총 18~28기통을 만든다![16] 미국이나 캐나다, 호주처럼 경유가 휘발유보다 더 비싼 나라도 있기는 하다. 미국 같은 경우는 애초에 유류세 비율이 높지 않기 때문에 생산원가가 바로 반영되고, 서부텍사스산 원유(WTI) 같은 자국내 생산 유종의 특성상 휘발유 생산이 용이하기 때문에 경유가 대체로 더 비싸다. 또한 캐나다와 호주도 환경 정책으로 인해 경유의 가격이 더 비싸고 휘발유 가격이 싸다. 한국도 2022년 들어 처음으로 경유가 휘발유보다 더 비싸졌던 적이 있었다. 특히 한국은 싼 기름 값 덕에 디젤 엔진이 SUV엔 거의 필수 수준인지라 이때 경유차 소유주들이 한동안 차를 몰지 않았다고 한다.[17] 영어로는 glow plug engine으로, 같은 원리로 hot bulb engine이 있다. (과거엔 직역한 소구엔진으로 부르기도 했다.) 원래는 RC용이 아니었고 소형 선박용 같은 데 썼다.[18] 특히 4기통 이하의 디젤 엔진에서 더욱 심하다.[19] 아무리 최신 규격의 디젤엔진이어도 흡기와 배기의 작용이 원활하지 않으면 흡입공기와 연료의 혼합비가 뒤틀려서 출력저하와 매연량 급증이 따라온다[20] 물론 가솔린 및 LPG 차량도 5등급이 존재하긴 하나 그 기준이 87년 이전 기준 제작 차량이라, 박물관 내지는 영화 소품에서나 볼 법한 차종들이 대부분이다. 반면 디젤 차량은 등급제 도입 당시 기준 현역이었던 차종이 상당수 있었으며, 신차의 유로 4 규제 도입 유예 기간도 있었기에 무려 08년식까지도 5등급 차량이 존재한다[21] 참고로 90년대의 LPG 차량 중에는 3등급을 부여받은 차종이 몇몇 있는데, 이 말은 디젤 차량은 2024년 뽑은 신차여도 20년은 족히 넘은 LPG차량과 동일한 취급을 받는 수준에 그치는 것이다.[22] 출력은 토크와 회전수의 곱이다.[23] 90년대까지는 쌍용자동차 등에서 자연흡기 디젤 자동차도 내놨지만 성능이 정말로 처참했다. 아무리 쥐어짜내도 100마력이 안 나온다.이걸로 사람타면 2톤에 달하는 사각형 프레임바디 거구를 굴려먹었다.[24] 미쓰비시 4D56계 엔진 장착 차량들은 최고속도를 거의 포기하다시피 해서 중저속 토크를 어느 정도 챙겼고, 반대로 90년대에 OM602계열 엔진을 탑재한 쌍용자동차들은 종감속비가 낮은 덕에 최고속도는 챙겼지만 저속 토크 까지 낮아 대략 70~80km/h 까지의 가속력이 매우 처참한 수준이었다[25] 애초에 디젤 엔진은 땅콩 기름 같은 연료 가치가 낮은 유종으로 굴리려고 만들어진 것이었고 지금도 선박용 엔진은 어떻게든 벙커C유로 굴린다.[26] 윤활이 제대로 이루어지지 않으면 고압펌프가 마모되어 생긴 쇳가루가 연료를 타고 흘러 연료계통이 초토화된다. 연료탱크, 연료펌프, 연료파이프, 고압펌프, CRDi파이프, 인젝터, 리턴호스 등등[27] 실험 결과 아직도 치킨집 폐식용유 같은 잡유로도 몇분 굴러가기는 한다. 다만 결국은 영하 10도에서 얼어버리는 등 유동성 부족 문제 때문에 실제 주행에 사용하는 것은 무리이다.[28] 정확하게 말하면 경유가 언다기보다 경유에 첨가된 파라핀이 굳는 것이다.[29] 전열기기 등이 전기를 얼마나 집어먹는지 생각해보자. 이걸 12V에 불과한 자동차 전원에 연결한다면 예상보다도 열악한 성능이 나온다.[30] 터보차저 베어링이 마멸되어 유격이 생긴 틈새로 오일이 뿜어져나와 흡기관으로 뿌려지며, 픽플러스에서 해당 상황을 재현한 실험 영상이 있다.[31] 예를 들면 부산 싼타페 급발진 사고처럼 고압펌프의 누유로 경유가 엔진 오일 라인쪽으로 누출되다가 오일 압력이 높아져서 실린더 내부로 경유 섞인 엔진 오일이 유입되는 경우.[32] 이는 아직 실린더 내로 유입되는 잔류 연료가 아직 연소 중이기 때문으로, 연료와 공기 혼합 비율로 엔진 출력을 조정하는 가솔린 엔진은 시동을 끄기 위해 스로틀 밸브가 닫히지만 디젤 엔진은 연료 분사로만 순전히 엔진출력을 제어하기 때문에 기계식 디젤 엔진은 스로틀 밸브가 아예 없으며 CRDI 초창기 디젤 엔진의 경우도 스로틀 밸브는 저감장치 보조용으로만 동작한다. 참고로 영어로 diesel은 자동사로도 사용되는데, 시동을 껐는데도 엔진이 계속 돌아간다는 뜻이다...[33] 해당 사례의 경우 갑자기 폭주하는 엔진을 바로 알아채고 순발력을 발휘하여 터보차저 흡기구에 이물질을 넣고 손바닥으로 틀어막아 엔진을 정지시킨 사례이다. 이럴 경우 터보차저는 확실히 망가지겠지만(어차피 오버런을 내는 터보차저라면 이미 회생불능 수준으로 망가진거나 다를 바가 없으니) 엔진이 파손되거나 그로 인해 발생 가능한 2차 피해로부터 안전해진다. 물론 저렇게 터보차저 흡입구가 겉으로 노출된 상태에서 터빈이 고속 회전 중일 때 손가락을 넣는 경우 손가락에 심각한 부상을 입을 수 있으므로 저런 상황에선 판자 등 단단한 물건을 대신 대어 막는 것이 바람직하다.[34] 다만 산업적인 수요는 경유쪽이 월등히 높아 세금문제가 아니라면 실제 수요로 인한 단가로는 경유쪽이 더 높게 잡히기 때문에 2022년 러시아의 우크라이나 침공 같은 요인으로 유류세 정책이 조정됐을 경우에는 일시적으로 역전되기도 했다.[35] 물론 2010년대 이후로는 가솔린 차량에도 아반떼, 쏘나타 기본 트림 정도를 제외하면 어차피 대부분 터보차저가 장착되기 때문에 디젤만의 단점은 아니지만, 어차피 가솔린 엔진은 비행기가 아니고서야 노킹 문제 때문에 터보 과급을 제대로 쓰기 어렵다.[36] 현대기아차 2천cc급 4기통 기준으로 가솔린 엔진이나 인젝션 펌프식 디젤 엔진은 인젝터 가격이 한 짝에 5만원 이내이지만, CRDi엔진은 짝당 최소 25만원 이상이다. 게다가 연료계통을 수리할 때에는 '고압펌프+인젝터(기통수 대로)+연료레일+연료탱크'를 모두 교체하는데, 현대 R 엔진(2.2) 기준으로도 부품값 총합이 '엔진 쇼트어셈블리'의 가격과 큰 차이가 나지 않는다. 더군다니 이마저도 탈부착 공임을 제외한 금액이다.[37] 이 부분은 국산 디젤차량도 예외 없으며, 프리미엄 수입차라면 여러분의 연봉을 통째로 가져갈 수도 있다.[38] 내부에서 쌓인 매연을 태워서 재생을 한다 해도 태우고 남은 재가 계속해서 DPF 내부에 쌓이기 때문에 언젠가는 반드시 클리닝을 해야 한다.[39] BMW에서는 아예 대놓고 소모품 취급을 해서 적산거리 25만km에 무조건 DPF 경고등이 뜨게 되어 있으며, DPF 상태가 좋아서 클리닝만 해서 재활용을 하든, 신품으로 교체를 하든 간에 반드시 CBS 리셋을 해서 DPF 잔여거리 판독을 되돌려 놓아야만 한다.[40] 예를 들면 연소실 카본 과다(주로 EGR 고착이 원인) 내지는 인젝터 연료분사 불량, 터보차저 고장 등으로 인해 불완전연소가 많이 발생하여, 배기후단의 DPF와 SCR이 죽어버리기도 한다.[41] 그리고 DPF가 막혀버리면 매연이 빠져나가지도 못하니 인젝터, 터보, EGR 흡기라인 쪽으로 역류한다. 특히 매연이 터보차저에 축적될 경우 문제가 되는 것이 가변형상식 터보(일명 VGT)는 고Rpm영역에서 터빈 날개가 펴지지 않아 사실상 터보차저가 없느니만 못한 상태가 되어버린다.#[42] 물론 가솔린 엔진도 GDI 엔진은 운이 정말 나쁘면 말도 안 나오게 큰 고장이 있는 편이지만, 비슷한 고장으로 비교 시 그래도 동급의 디젤 엔진보다는 수리비가 확실히 저렴하다.[43] 물론, 보증기간이 존재하기 때문에 신차로 수입 디젤 차량을 구매하고, 보증기간 이내에 차량을 처분한다면 아무래도 상관없는 이야기다. 다른 한편, 이러한 행태는 외제 차량들의 교체 주기를 한층 빠르게 만들어 제조사들의 이익 창출에 기여하고 있다.[44] 포르쉐 같은 스포츠카는 더더욱 심하다![45] 지침서 상에는 엔진오일 교환주기가 수 만 km로 표기돼 있으나 이것은 한국을 비롯한 동아시아 국가들처럼 여름과 겨울이 혹독하고 공회전과 가감속이 잦은 환경에서는 전혀 해당 없는 이야기이다.[46] 보증기간이 지난 차일수록 중고가가 기하급수적으로 낮아지는 것은 이러한 이유가 크다. 6년 정도 차량들은 국산 준중형 깡통수준의 가격대로 떨어져 차 값보다 수리비가 더 많이 나올 수도 있다. 물론 운이 좋게 정비가 철저하게 된 차를 가지고 와서 해당 차종에 대해 철저히 공부하면서 운용한다면 조금이나마 낫겠으나, 애초에 젊은 운전자들이 선호하는 차종은 올바른 유지보수가 이루어지지도 않은 채 험하게 굴려진 개체들이 태반이라 위험 부담이 크며, 2010년대 이후의 차량들은 구조가 복잡해졌기에 공부해야 할 내용이 굉장히 많다.[47] 2010년대 이전까지만 해도 가솔린 SUV 모델은 대부분 신차 가격도 디젤 모델보다 월등히 비싼데다 다기통 or 고배기량의 휘발유 잡아먹는 귀신들이라(갤로퍼 V6 3.0, 무쏘/코란도 IL6 3.2, 테라칸 VX350, 렉스턴 RX320, 베라크루즈 380, 모하비 KV460 등) 판매비중이 적었을 뿐, 이미 디젤게이트 이전부터 다운사이징이 트렌드가 되자 가솔린 라인업이 확장되기 시작했으며, 2020년 전후로 가솔린 및 LPG 모델의 판매량이 급격하게 증가함으로써 이야기가 완전히 달라졌다. 오죽하면 2022년 1월 기준 팰리세이드와 카니발은 가솔린 모델이 6기통 3.0L 이상밖에 없음에도, 판매량에서 가솔린 모델의 비중이 디젤 모델과 맞먹거나 가끔씩은 아예 추월해버리기도 한다. 그간 소비자들의 소득수준이 높아지기도 했지만, 가솔린 엔진의 열효율 및 연비가 향상됨과 동시에 디젤 엔진의 단점이 부각된 것도 한 몫 한 것으로 볼 수가 있다.[48] 현대 R 엔진 기준 제조사에서 제시하는 가혹 주행 시 엔진오일 교환주기는 10,000km이다. 따라서 디젤 엔진 차주들은 최소한 10,000km는 넘기지 말고 제때 엔진오일을 갈아주자.[49] 대표적으로 '헤드가스켓 파열로 인한 냉각수 혹은 엔진오일의 누설'이나 '연료 공급라인(특히 연료펌프/고압펌프 및 인젝터) 연료 누설'을 의심해볼 수 있다[50] 아우디는 한술 더떠서 한때 R10 TDI, R15 TDI, R18 TDI 같은 디젤 레이싱카도 만들어서 여러 차례 우승한 적이 있다. 비록 기술상의 문제로 인해 출시는 무산되었지만 아우디 R8에 12기통 디젤 엔진을 박아서 출시하려고도 했다. 최대 출력이나 무게에서 불리한 디젤 엔진의 특성을 생각하면 상당히 이례적인 일.[51] 한국뿐 아니라 대부분의 국가(미국, 중국, 유럽, 일본 등)에서 경유 가격이 휘발유에 비해 훨씬 비싸다.[52] 그러나 가솔린이더라도 GDI 엔진은 디젤 엔진과 비슷한 문제를 안고 있다.[53] 트럭믹서나 덤프트럭처럼 저속주행 비중이 높은 건설기계는 DPF 재생이 제대로 되지 않아 이 문제가 심하다.[54] 그렇기에 일부 자동차 회사들은 요소수를 넣지 않으면 자동차 최고출력을 제한하거나 운행 자체를 하지 못 하게 만든다.[55] 항목에 들어가 보면 알겠지만, 이 쪽은 아직도 유연 휘발유를 쓰고 있다!