<오일 캐치 캔 DIY 시리즈>
2019/08/23 - [망조가 가득한 모터 라이프] - 86 오일 캐치 캔, 혹은 에어 오일 세퍼레이터 DIY(1/2) – 코 풀어! 흥!
2019/08/23 - [망조가 가득한 모터 라이프] - 86 오일 캐치 캔, 혹은 에어 오일 세퍼레이터 DIY(2/2) – 코 풀어! 흥!
+ 안녕하세요,
요즘 정신 못차리고 신나게 카드를 긁는 김랜덤 입니다.
튜닝을 한 번 하기로 마음 먹으니까 끝이 없네요…? 차도 어찌 보면 일종의 생태계를 구성하고 있는지라 모두 연관되어 있어서 그런 것 같습니다. 이거 하면 또 저게 아쉽고, 저거 하면 그걸 같이 해주면 더 좋고 뭐 이런… 소비의 악순환
모든 시작은 사실 디퍼런셜 커버였던 것 같습니다. 하하… 쌀 때 사놔야지 했다가 종감속 기어에, 오일 캐치 캔에… 이것저것 추가되고 있네요. 그리고 심리적인 거부감도 점점 해제되는 것 같습니다… 역시 한 번이 어렵지 두 번은 쉽네요. 이게 핑계냐
지금 이 글을 쓰는 와중에도 택배 온다고 문제가 오네요. 신난다 그만 사고 설치해야 할 텐데…
그럼 어디 한 번 지름 일기를 써보도록 하겠습니다.
86 오일 캐치 캔, 혹은 에어 오일 세퍼레이터 DIY(1/2) – 코 풀어! 흥!86 Oil Catch Can a.k.a. Air Oil Separator DIY – Blow! Not engine, but oil
1. 이론과 원리에 대해 Araboja
와, 이런 제목을 달다니 뭔가 굉장히 학습 블로그 같다. 감개무량 아무래도 제가 무언가를 달 때 효용이 무엇인지를 좀 적어둬야 제 블로그의 목적인 정보성을 더 충족시킬 수 있지 않을까 싶어서 이렇게 시작 해본다. 오 꽤나 그럴듯한 핑계다
일반적인 내연기관은 효율이 그렇게 높지 못해서 투입된 연료가 완전히 연소되지 못하므로 1차 배기 가스를 재연소시켜 대기중에 방출되는 불완전 연소의 부산물(=블로 바이 가스Blow-by Gas)을 최대한 줄이고자 한다. 이를 위해 적용되는 장치가 바로 익히 알고 있는 PCV(Positive Crankcase Ventilation)와 CCV(CrankCase Ventilation), 통칭 CVS(Crankcase Ventilation System)다. 이걸 왜 재연소 시키냐면, 이 블로 바이 가스는 연료, 엔진 오일, 수증기 등을 포함하고 있어서 대기중으로 방출하면 공기가 오염되고 그냥 엔진 안에서 돌게 놔두면 엔진 오일을 오염 시키거나 슬러지의 원인이 될 수 있기 때문이다. 간단히 말해서 나쁜 놈이다. 명쾌한데?
이에 대해 더 자세히 알고 싶다면 다음 아티클을 읽어보자. 절대 제가 풀어 쓰기 귀찮아서가 아니라, 전문적인 내용을 설명하기엔 제 배움이 짧아서다. 핑계가 물이 올랐다
- 명쾌하게 설명해주는 전 세계인들의 훈수질 집단지성 위키피디아: https://en.wikipedia.org/wiki/Crankcase_ventilation_system
- PCV/CCV 시스템에 대한 설명 아티클: https://www.autozone.com/repairguides/Jeep-Wagoneer-Commando-Cherokee-1984-1998/EMISSION-CONTROLS/Crankcase-Ventilation-System-PCV-CCV/_/P-0900c152800a9b9b
오일 캐치 캔, 혹은 에어-오일 세퍼레이터는, 이렇게 불완전 연소된 가스가 흡기 매니폴드를 통해 연소실로 들어가기 전에 걸러서 불순물이 연소실로 들어가지 않게 막아주는 역할을 한다. 오오 짱좋 오오 N/A 엔진의 경우, 그 효과로는 엔진 오일 오염의 미미한 방지, 연비의 미세한 향상, 연료 옥탄가의 저하 소폭 예방, 혼합기(연료) 오염의 극소 방지 등이 있다. 왠지 모두 효과가 미미한 것 같지만 기분 탓이다 아, 그리고 무엇보다도 차주의 찝찝함을 크게 해소하는 역할을 한다. 이게 가장 중하지! 한마디로 자연 흡기 시스템에서는 있으면 좋고 아니면 말고 정도라는 것이 대세다.
터보나 수퍼차저 같은 과급 시스템으로 가게 되면 얘기가 달라지는데, 얘네는 공기를 강제로 엔진에 때려 박기 때문에 실날 같이 호흡하는 자연 흡기에 비해 엔진 오일이 연소계로 유입될 가능성이 매우 높아진다. 거기에 서킷 주행이라도 할라치면… 빨리 새 엔진을 준비해두는 편이 좋을 것이다. 엔진 오일 태우며 달리는 저세상 엔진 즉 과급기를 설치했다면 필수가 되는 것. 더불어 위에 언급한 효과들을 매우 큰 폭으로 볼 수 있다.
자 그럼 이만큼 알아봤으니 이제 신나는 쇼핑 시간 목적에 따른 구매에 대해 알아보자.
2. 에어 오일 세퍼레이터? 오일 캐치 캔? 오일 캐치 탱크?
이 용어들은 모두 같은 것을 가리킨다. 핵심적인 기능은 결국 블로 바이 가스의 연소실 유입을 막아주는 것이기 때문이다. 명칭 자체도 기능을 명기하고 있잖은가?
그 안에서도 보통은 두 가지로 분류하는 듯 한데, 걸러낸 불순물을 다시 엔진 오일 팬으로 넣어주는 순환 구조의 것을 에어 오일 세퍼레이터Air Oil Separator a.k.a. AOS, 따로 모아서 버릴 수 있는 구조로 된 것을 오일 캐치 캔Oil Catch Can 혹은 탱크Tank a.k.a. OCC or OCT라고 하는 모양이다. 탱크가 좀 더 크고 강해 보인다
둘 중 뭐가 더 좋은지에 대해서는 의견이 분분하다. 에어 오일 세퍼레이터는 순환구조이기 때문에 한 번 설치해두면 따로 신경 쓸 필요가 없어 매우 편하지만 기껏 걸러낸 불순물을 다시 오일팬으로 넣어버리는 부분에서 찝찝함이 있고, 오일 캐치 캔은 걸러낸 불순물을 버리니 찝찝하진 않은데 주기적으로 캔을 확인하고 비워줘야 하는 귀찮음이 있다. 물론 안 비워도 상관 없다. 하지만 그러면 엔진룸에 벌어진 오일 파티를 볼 수 있을 것이다
저는 잘 모르기 때문에 본인 취향에 따라서 선택하라고 말씀드리고 싶지만, 혹시 모르는 중대한 차이점이 있을 수 있으니 선택하기 전에 좀 더 신중히 공부 해보길 권한다. 아, 물론 저는 냉큼 에어 오일 세퍼레이터를 선택했다. 아니, 하려 했다. 왜 과거형인지는 후술하겠지만, 난관이 있었음을 의미하는 복선 귀찮은 건 싫었기 때문이다.
3. 어떤 제품을 골라야 하는가
1) 방식
실용 시장에서는 이 부분에 대해 이미 명쾌한 답변을 내놓고 있다.
- 본격 경기용: 캔/탱크형+브리드 라인 삭제/대기 방출(!) 와씨 지렸다
- 적당한 스포츠용: 캔/탱크형 or 에어 오일 세퍼레이터+순환 or 일부 브리드 라인 삭제
- 일상용: 순환+캔/탱크형 or 에어 오일 세퍼레이터
퍼포먼스를 중시하는 본격 경기용 사양은 성능 보존에 중점을 두고 설계되어 있으므로, 혹여나 발생할 수 있는 모든 불순물의 유입을 방지하는 방식이다. 즉, 블로 바이 가스는 바로 대기중으로 뿜어버리고, 기화 되지 않거나 액화된 불순물은 그대로 라인을 통해 바닥에 흘려버린다. 본격 환경파괴 머신 이렇게 하면 환경 오염이 극심하므로 착한 DIY러라면 절대 따라하지 말자! 애초에 불법이다
그게 아니라면 굳이 환경을 파괴하면서까지 성능을 극한으로 끌어올릴 필요는 없지 않겠는가? 일상용으로도 활용하는 차라면 그런 짓은 하지 말도록 하자. 다만 퍼포먼스를 중시하는 경우에는 꼭 필요한 브리드 라인만 남겨두고 PCV쪽 브리드 라인(=흡기 매니폴드로 들어가는 라인)을 삭제하기도 한다. 물론 불순물은 거를 수 있도록 저장식 캐치 캔을 사용하거나, 배관을 연결하여 걸러낸 불순물을 다시 오일 팬으로 내려 보내기도 한다.
2) 용량
용도에 따라 필요한 용량 또한 실용 시장에서는 명확하게 정립되어 있다.
- 본격 경기용: 엔진 용량과 동급 or 그 이상의 용량
- 적당한 스포츠용: 엔진 용량에 준하거나 조금 부족한 용량
- 일상용: 그냥 보기에 예쁜 거 무성의하네
대부분의 튜너는 과급기를 장착한 차량에 사용할 본격적인 오일 캐치 캔이라면 엔진 용량과 동일한 사이즈를 설치하길 권하고 있다. 2,000cc 엔진이면 2L짜리, 3,500cc 엔진이라면 3.5L짜리 같은 방식으로. 이유는 간단한데, 과급기를 설치했다면 넘사벽의 힘으로 인해 엔진이 PCV나 CCV 라인 쪽으로 엔진 오일을 뿜뿜! 활화산처럼 뿜어낼 가능성이 매우 높고 그 양도 어마어마 하므로 충분한 용량의 여유를 남겨둬야 하기 때문이다. 더불어 PCV 시스템은 압력으로 작동하기 때문에, 원활한 작동을 위한 여압 생성을 위해서이기도 하다.
스포츠 주행의 비중이 높지만 서킷에서만 탈 차가 아니라면 그렇게 까지 할 필요는 없다. 그러나,혹시 모를 사태를 방지하기 위해 비교적 넉넉한 용량을 구비하는 편이 바람직하다고 한다.
스포츠 주행 이런 거 모르겠고 그냥 일상 주행용인데 혹시 모를 찝찝함 때문에 장착하는 거라면, 그냥 아무거나 장착해도 괜찮다고 한다. 그러니 최대한 내 눈에 예쁘고 후드를 열었을 때 ‘헐 이 자는 레이싱을 하는 자인가?’ 하는 오해를 불러일으킬 수 있도록 간지나는 것을 장착하도록 하자. 참고로 오픈 마켓에 유통되는 전차종 장착 가능한 공용 캐치 캔의 경우 평균적으로 300-600ml 정도의 용량이 일반적이다.
4. 현실과 타협하기
장착하고 싶은 제품을 골랐다면 이제부터는 현실과 타협해야 할 시간이다. 대개의 경우 당신이 고른 제품은 매우 고급 제품일 것이기 때문이다. 신뢰성과 성능은 가격에 비례한다
제 경우에는 크로포드 퍼포먼스Crawford Performance사의 듀얼 챔버 에어 오일 세퍼레이터Dual Chamber Air Oil Separator를 구매하고 싶었다. 앞서 언급했듯 AOS가 가지는 유지보수의 편리함이 정말 컸고, 86 전용으로 브라켓까지 나오는 제품이라는 점에서 설치의 편의성 때문에 매력이 배가되었기 때문이다. 하지만 뭐 다들 아시다시피 가격이… 이게 PCV와 CCV 두 시스템을 모두 커버하는 데다가 설치에 필요한 부자재를 모두 포함하는 볼트온 킷이라는 점을 감안하더라도 $374.95라는 가격은 결제 버튼을 쉽게 누를 수 없도록 만들었다. 물론 그들의 R&D 비용과 노력과 시간과 아이디어를 폄하하는게 아니다. 제 얇은 지갑을 탓하는 거지.
혹시나 하는 희망을 품고 금단의 알리 익스프레스를 켰다. 그리고 구매 버튼을 누를 준비를 하고 조심스레 검색어를 쳐 넣었다. Oil catch can. Air oil separator. 그랬더니 글쎄 흥분을 억누를 수가 없다
역시 대륙은 위대하다. 내가 생각하는 AOS가 아니어서 그렇지, 오일 캐치 캔을 이 가격에 살 수 있는 곳은 아마 중국 밖에 없을 것이다. 자매품 ebay도 있다 어쨌든 중국 셀러다
검색 결과를 한참 뒤적이며, 점점 페이지의 숫자가 커져 갈수록 AOS를 찾을 수 있을 거라는 제 바램도 점차 가늘어져 갔다. 결국 AOS는 찾지 못했거나 제가 원하는 사양들은 아니었다. 그렇게 절망하고 있던 와중에 문득 어떤 나중에 굉장히 후회할 생각이 들었는데,
“크로포드 AOS에 포트가 4개 있으니 4포트 짜리 캐치 캔을 사서 AOS처럼 연결하면 되잖아?”
물론 나중에 설치를 시도하면서 이렇게 하기 위해서는 생각보다 훨씬 복잡한 과정과 설계가 필요하다는 것을 깨달았지만.
어쨌든 저는 다시 한 번 드래곤 볼을 모으기로 결심하고 검색에 돌입했다.
5. 아니 웬놈의 규격이…
구매 단계에서부터 난관이 찾아오는 경우는 흔치 않은데 이건 시작부터 어려웠다. 다른 것도 아니고 규격이 제 발목을 잡은 것. AN, NPT, SAE, 인치법, 미터법 등등…
진짜 환장할 일은 규격 주제에 적용도 뒤죽박죽이라는 거다. 혹시 호스 외경/내경의 표기 규격과 실제 사이즈가 다르다는 사실을 알고 있었는가? 예컨대 AN-10 호스는 규격상으로는 외경(OD, Outer Diameter)이 5/8인치인데 표기 내경(ID, Inner Diameter)도 5/8인치다. 그런데 실측 내경은 1/2인치다! 이게 또 호스 재질 따라서 두께가 소폭 변경되고 그런다… 그런데다가 테플론 재질 호스의 외경 표기는 혼자만 튀어서 달라서 일반 호스의 실측 내경과 같다… 대체 이게 무슨 개소리야! 이처럼 이미 혼돈의 카오스인데 여기에 추가로 미터법을 끼얹으면 어떻게 될까? 어떻게 되긴 뭐가 어떻게 돼 개판이지
이게 끝이 아니다. 구매할 때는 추가로 셀러의 부정확한 실측 표기도 고려해야 한다. 진짜 가지가지 한다 아니, 왜 그냥 제조사에서 보내주는 대로 표기를 안하고 자기들이 실측해서 반올림한 숫자를 기재하는 건지 도저히 이해가 안된다. 그나마도 버니어 캘리퍼스 같은 도구를 쓴 게 아니라 그냥 굴러다니던 자로 대충 재서 보내준다… 그런데 심지어 그 자 조차도 짝퉁인지 실측 수치 마저도 맞질 않는다! 뒷목 페스티벌 대환장 쇼
저는 이렇게 발암물질 원더 랜드를 헤쳐나가 결국 해내고야 말았다. 여러분들이 곳통을 겪지 않기를 바라는 마음에서 다음과 같이 제가 확인한 수치들을 기록 해본다. 유료 컨텐츠로 팔고 싶다
① PCV 밸브: (니플) AN-8 / (나사) NPT 3/8” / (몸체-너트) 17mm or 19mm
② 흡기 매니폴드 흡기공: AN-10
③ 흡기 호스 흡기공: AN-10
④ CCV 니플: AN-10
이 수치들은 실제로는 엄청난 시행착오와 무의미한 중복투자를 겪으며 얻어낸 것이지만, 원활한 전개를 위해 그 과정은 이후에 언급하거나 적당히 각색하도록 하겠다. 진짜 눈물 없이는 들을 수 없는 이야기다.
6. 오일 캐치 캔 설치를 위해 모은 드래곤 볼
이제 이 썩을 DIY를 위해 제가 구매한 것들의 리스트 및 검색어와 대략적인 가격을 공개한다. 단가는 2019년 4-7월 기준이며, 당시의 환율은 $1=\1,150-1,180 정도였으니 대충 감안해서 보기 바란다.
- 오일 캐치 캔: 이 당시 전 AOS를 생각하고 있었으므로 용량은 그렇게 큰 문제가 아니었다. 어차피 자연 흡기인데다가 AOS라면 리턴 배관으로 바로바로 모인 불순물을 오일 팬으로 보내주니까… 실제로 베루스/벨록스 엔지니어링Verus/Velox Engineering의 AOS 같은 경우엔 아예 오일이 모이는 공간 없이 바로 오일 팬으로 내려 보내는 쌈박한 구조다. 저장Reservoir 구조의 오일 캐치 캔으로 방향을 전환한 지금도 마찬가지인데, 튼실한 황동 필터로 불순물을 걸러서 흡기 배관으로 공기를 빼주는 구조인데다가 수시로 걸러진 부산물을 따라낼 수 있는 노즐이 달려 있기 때문이다. 무엇보다 이 캔, 미시모토 전 차종용 오일 캐치 캔의 데드 카피다!
- 실리콘 호스: 아래 삽질의 기록을 보면 아시겠지만, 저는 원래 테플론 호스를 고려했었다. 그 이유인즉, 한 자동차용 실리콘 호스 제조업체의 제품 설명 글에서 실리콘 호스는 석유, 연료, 물 등의 액체 류에 대해 어느 정도의 투과성을 지니기 때문에 추천하지 않는다고 언급했기 때문이다. 그리고 분자 구조상 석유 기반 파생제품들과의 궁합이 좋지 않다는 건 무슨 개소리냐 반응성이 있으면 있는 거지고 한다…. 그런데 오일 캐치 캔에 사용하는 배관은 어차피 연료 공급 목적이 아니기 때문에 사실 더 알아보기 귀찮아서 실리콘 호스를 선택했다. 일단 내구성이 짱짱하다는 게 상당한 매력 포인트다
- 호스 클램프: 원래는 간지나는 엔진룸을 꿈꾸며 클램프 호스 엔드를 사용하려 했으나, 이 클램프가 생각보다 나사산이 약해서 조이다 보니 뭉개진 관계로 새로 구입했다. 구매 전 재질을 확인하고 철제Stainless Steel거나 그에 준하는 단단한 금속으로 되어 있는 놈을 사도록 하자. 이거 힘을 잔뜩 받으며 호스를 조여 니플에 밀착시켜주는 기능을 하는 부품이다. 여담으로, 클램프 호스 엔드는 결국 사이즈 문제로 장착하지 못했지만 쓸 수 있었더라도 장착 편의성 문제로 사용하지 않았을 가능성이 높다.
- 호스 니플 피팅: PCV 밸브를 대체하기 위해 필요하다. 그 이유는 너무 슬픈 제 사단의 기록과 함께 이후 설치 과정에서 다루도록 하겠다
- 자작 거치대(거치대, 브라켓, 볼트): 처음에는 만능 브라켓을 구부려 과학 상자 조립하는 느낌으로 적당히 스트럿 파워 브레이스 바 자리에 걸어 두려 했다. 허나 막상 만능 브라켓을 시험해보니 이게 상당히 낭창낭창 한지라 도저히 내구성을 신뢰할 수 없었고, 고심 끝에 이런저런 기성 부품들을 모아 거치대를 자작하기로 했다. 브라켓을 따로 만들기에는 비용이 좀… 나쁘지 않은 아이디어였다고 생각한다 자화자찬
번외1. 드래곤 볼이 아닌 것으로 밝혀진 것들
앞서 얘기한 것처럼, 상기 리스트를 도출하기 위해서는 정말 피나는 지출노력이 필요했다. 여기 그 처절했던 기록도 남겨본다. 지갑도 울고 저도 울었다
- 철제 직물로 강화된 테플론 호스: 절대 이걸 가위나 다른 절단 도구로 자를 생각 하지 마라. 어떻게든 되겠지 하고 주문했다가 실제로 받아서 가위를 대보고 아 이건 뭔가 잘못됐구나 라는 걸 느꼈다. 막막해서 찾아보니 이거 금속절단기로 잘라 쓰는 물건이다. 물론 물체 강성은 한계가 있기 때문에 혼신의 가위질과 니퍼질을 섞어 휘두르다 보면 잘리긴 한다. 다만 단면이 처참하고 호스는 짓눌려 이대로 괜찮은가? 하는 의문을 자아낼 것이다. 더불어 테플론 호스는 실리콘이나 고무와는 달리 탄성이 1도 없다. 사이즈를 딱 맞춰 사야 하기 때문에 자신이 없다면 얌전히 포기하자
- 클램프 호스 엔드: 원래는 간지나는 파이프/호스 피팅을 사용하려 했는데 이게 생각보다 너무 비쌌다. 맞다. 오일 쿨러 사면 들어있는 그 나사로 조이는 간지 터지는 호스 끝부분이다. 그나마 비슷한 느낌을 내고자 이걸 샀는데, 안에 들어있는 클램프를 찰흙으로 만들었는지 굉장히 나사산이 쉽게 뭉개져서 힘껏 호스를 조일수가 없었다… 테플론 호스를 염두에 두고 구매한 거라 실리콘 호스를 사용할 때 사이즈 문제로 사용하지 못했던 건 덤이다
- 파이프 피팅(수): 애초에 사이즈 완전 교체를 상정하고 샀는데 오일 캐치 캔을 사니 3개를 줘서 안써도 되는 상황이 됐다. 그래도 PCV 밸브를 제거할 때 1개 사용했으니 어차피 필요하긴 했던 셈이다 정신 승리
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