자동차 엔진은 자동차 배출가스에 대한 규제가 강화되면서 다양한 배출가스저감장치가 적용되고 있습니다. 엔진 연소과정에서 발생하는 배출가스 일부를 다시 엔진연소실로 집어넣어 재연소시키는 배기가스재순환장치(EGR)와 엔진 내부에서 발생하는 블로바이 가스를 흡기통로를 통해 연소실로 순환하는 퍼지조절 밸브(PCV) 등이 있는데요.

 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 등 유해 배출가스를 무해한 질소나 물, 이산화탄소 등으로 변환시켜주는 삼원촉매장치도 대표적인 기술입니다. 디젤 엔진은 매연이나 입자상물질(PM) 등을 줄여주는 매연저감장치(DPF), 질소산화물을 줄여주는 선택적환원촉매(SCR)와 희박질소 촉매장치(LNT) 등이 추가로 적용되고 있습니다.

그러나 이러한 배출가스저감장치들은 시스템 구조상 또는 제대로 관리해 주지 않아 오히려 자동차의 출력을 떨어트리는 등 역효과를 일으키는 경우가 증가하고 있습니다. 특히 EGR이나 PCV의 경우 불완전 연소한 배출가스나 블로바이 가스를 흡기통로를 통해 재연소시키는 과정에서 흡기통로와 스로틀밸브(디젤의 경우 스로틀 플랩), 흡기밸브 등 흡기시스템은 물론 엔진 연소실 내부에도 카본슬러지 등과 같은 불순물이 퇴적되어 엔진 출력을 떨어트리거나 실화, 노킹 등으로 소음 및 진동이 발생하고 배출가스가 증가하는 현상이 발생합니다.

최근 적용 차량이 증가하고 있는 가솔린 직분사 엔진(GDI)의 경우 시스템 구조상 이러한 문제가 더욱 심화하고 있습니다. 일반적인 다중포트 분사(MPI) 엔진의 경우 연료가 흡기밸브를 통해 엔진연소실로 유입되면서 흡기밸브와 흡기통로 주변에 퇴적된 카본 일부를 제거하는 세정기능을 하지만 연소실 내로 직접 연료를 분사하는 GDI 엔진의 경우 연료가 직접 연소실 안으로 분사되다보니 MPI 엔진보다 2~3배가량 카본이 더 많이 쌓인다는 것이 관련 업계의 설명입니다.

이 때문에 디젤 엔진의 흡기시스템 관련 고장이나 GDI 차량의 엔진 부조 및 출력저하 문제로 정비업소를 찾는 경우를 흔히 볼 수 있습니다. 일반적으로 연소실과 흡기시스템 주변에 쌓인 카본슬러지를 없애주는 방법(카본클리닝 또는 흡기클리닝이라고 합니다)은 작업방법이나 사용 장비 등에 따라 다양한 방법이 있습니다.

흔히 정비업소에서 사용되고 있는 흡기클리닝은 거품식 또는 에어로졸 스프레이 캔을 이용하는 방법부터, 에어 분사식, 스팀분사식, 브라운 가스(수소가스), 호두클리닝, 브러싱, 분해세척 등 일곱 가지 정도가 있습니다. 가장 흔히 사용되는 거품식(또는 에어로졸방식) 스프레이는 흡기통로에 간단히 뿌려주는 방식으로 가장 저렴하면서 운전자들이 체감적으로 차가 좋아졌다고 금방 느낄 수 있지만, 효과가 오래가지 않는 단점이 있습니다.

그래서 일부 정비업소에서 일종의 서비스로 제공하고 있기도 합니다. 장비를 이용해 고압으로 세정제를 흡기포트로 분사하는 에어 분사식의 경우 스프레이 캔을 이용하는 방법보다 세정효과가 크지만 전용 장비가 필요하므로 어느 정도 비용이 발생하고 세정제가 유성으로 약간의 독성이 있어 주의가 요구되는 작업방법입니다.

스팀 분사식은 고압의 증기를 이용해 딱딱하게 굳은 흡기시스템과 연소실 주변의 오일슬러지를 불린 다음 제거하는 방식으로 안전하고 친환경적인 것이 장점이며 에어분사식보다 효과가 좋습니다. 그러나 전용장비가 고가이다보니 작업비용이 비싸고 사용하는 정비업소도 쉽게 찾아보기 어려운 것이 단점입니다.

일명 브라운 가스 흡기클리닝은 최근 정비업소 뿐 아니라 GDI 운전자들에게도 가장 큰 관심을 모으고 있는 방법으로 증류수를 이용해 수소가스를 발생시켜 흡기시스템 및 연소실을 세정하는 방법입니다. 수소가스가 연소실 내부의 카본과 화학적 반응을 일으켜 자기청정온도(엔진연소열을 통해 카본퇴적물은 스스로 태워 없앨 수 있는 자정능력)를 높여주는 원리로 친환경적일 뿐만 아니라 작업이 쉽고 간편한 것이 장점입니다.

연료세정제(연료첨가제)와 동시에 사용할 경우 효과가 극대화되어 소비자들의 만족도가 높지만 장비가 매우 고가이므로 작업비용 또한 가장 비싼 편입니다. 또한 연소실 내부의 카본슬러지에 대한 세정효과는 높은 편이지만 GDI 엔진의 경우 흡기시스템의 세정효과는 미비하고 효과 지속력도 그리 높지 않은 것이 단점을 꼽힙니다.

브라운가스와 함께 가장 핫한 작업방법 중 하나인 호두클리닝 또는 월넛클리닝은 단단한 호두껍질을 미세하게 분쇄한 호두가루를 고압으로 엔진내부에 분사해 카본퇴적물을 없애주는 방법입니다. 조선소 등에서 고압으로 모래를 분사해 철판 등 도장물 표면의 녹이나 불순물을 없애주는 방법과 유사합니다.

호두클리닝은 작업효과가 뛰어나고 브라운가스방식보다 작업시간이 짧고 친환경적인 것이 장점이지만 주재료인 호두가루가 비싸고 전용장비가 필요한 것이 단점입니다. 분해세척방법은 흡기매니폴드를 직접 분해해 세정액에 담궈 각종 슬러지를 불린 다음 브러시나 에어 등으로 직접 세척하는 방법으로 효과가 뛰어나지만 연소실을 구성하는 실린더헤드를 분해할 경우 비용이 증가하고 시간이나 작업도 까다롭기 때문에 흡기매니폴드에 국한되는 것이 단점입니다.

끝으로 브러시를 이용하는 방법은 흡기밸브나 점화플러그를 제거한 다음 그 안으로 브러시를 집어넣어 직접 연소실 내부나 흡기통로 등에 쌓인 카본슬러지를 제거하는 방식으로 지금까지 소개해 드린 방법 중 가장 효과가 뛰어나지만 차종에 따라 엔진룸의 크기나 주변장치의 위치 등이 달라 작업이 어려운 차종이 많은 것이 단점입니다.

이러한 흡기클리닝 방법은 정비업소마다 기술수준이 다르고 단골고객의 성향에 따라서도 취급하고 있는 방법이 다를 뿐 아니라 작업공임도 천차만별이므로 운전자 자신의 차량 상태나 경제적인 부분, 개인적인 취향에 이르기까지 다양한 조건을 고려해야 합니다. 

현재 정비업소에 흡기클리닝을 의뢰할 경우 적게는 수 만원에서 많게는 20~30만원을 훌쩍 넘는 경우가 많을 뿐 아니라 작업시간도 10분에서 2시간 내외까지 다양합니다. 따라서 다양한 경로를 통해 정보를 얻고 정비사와 충분한 협의를 거치는 것이 비용대비 효과를 극대화할 수 있는 방법이라 할 수 있습니다. 

한편 일부 정비업계 관계자들은 이러한 디젤 엔진과 GDI 엔진의 흡기 및 연소실 퇴적물과 관련해 하나의 시스템 고장으로 볼 것이 아니라 엔진오일을 정기적으로 교환하는 것과 마찬가지로 정기적으로 점검 및 클리닝을 해야 하는 정비아이템으로 봐야 한다고 지적하고 있기도 합니다. <김아롱 기자=카테크>