가솔린 휘발유 디젤 경유 차이 간단 요약

차량에 관심이 없는 사람들은 가솔린과 휘발유가 서로 다른 연료라고 생각하곤 합니다.

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하지만, 가솔린을 우리나라에서 휘발유라고 하며 디젤은 경유라고 부르지요.

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이는 기초적인 용어이지만, 혹시 헷갈리는 운전자들이 있을까 하여 서두에 미리 정리해보았습니다.

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그럼 본격적으로, 오늘의 주제인 가솔린 디젤 차이를 10초 안에 요약해 보겠습니다.

가솔린(휘발유)	디젤(경유)
조용하다	시끄럽다
연비가 낮다	연비가 좋다
고속 주행 적합	속도는 느려도 힘이 넘친다
점화플러그 필요	자연 발화 (점화 장치 불필요)
매연물질 발생이 낮다	매연이 심하다

간단하죠?

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그런데 결론만 보면 금방 잊히기 때문에, 시간적 여유가 된다면 구체적인 원리에 대해 배워보는 것도 좋을 것 같습니다.

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어렵지 않으면서도 알차게 설명해 볼 테니, 바쁘지 않다면 부담 없이 편하게 읽어보세요.

1. 점화플러그 vs 자연 발화

가솔린과 디젤 모두 석유를 정제하여 생산한다는 공통점이 있지만, 이 둘의 성질은 조금 다릅니다.

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가솔린은 인화점이 높기 때문에, 영하 43도라는 맹추위에서도 불꽃만 튕겨주면 즉각적으로 연료에 불이 붙게 됩니다. (인화점: 불꽃을 통해 연료에 불이 붙는 온도)

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그런데 자연발화에 있어서는 대조적인 특성을 나타냅니다. (자연발화점: 불꽃이 없이, 온도만으로 불이 붙는 지점)

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500~550도 이상의 높은 온도에서만 스스로 불이 붙게 되지요.

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즉, 가솔린은 자연발화로는 연소가 쉽지 않지만, 불꽃에는 잘 반응하기 때문에,

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엔진 내부에 점화 플러그라는 강제 점화 장치를 부착하여 엔진을 작동 시키게 됩니다.

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디젤(경유)은 인화성이 낮아서 영상 40~50 이상 온도에서만 불이 붙습니다.

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때문에 불꽃을 열심히 일으켜줘도 불이 잘 붙지 않는 특성이 있지요.

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반면, 자연발화점은 휘발유에 비해서 150~250도나 더 낮습니다. ​

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이런 특성으로 인해, 디젤 엔진은 점화 플러그를 장착하는 대신, 연료를 강하게 압축하여 스스로 불이 붙게 하는 자연 발화 방식을 택하고 있습니다.

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그런데 한 가지 궁금증이 생기죠?

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왜 연료를 압축하면 온도가 올라가고, 자기 혼자 불이 붙을까요!

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답은 간단합니다.

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우리 눈에는 보이지 않지만, 기체 안에는 무수히 많은 분자들이 운동을 하고 있답니다.

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이때, 강한 압축으로 공간을 축소하게 된다면, 기체 안의 분자들은 좁아진 공간 안에서 서로 충돌과 마찰을 일으키며 벽에도 부딪치게 됩니다.

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이때 분자들이 벽과 충돌하여 압력이 발생하는 것이고, 분자들끼리 충돌하여 열이 발생하게 되지요.

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2. 가솔린은 조용하고 빠른 반면

디젤 엔진은 시끄럽지만 힘이 좋다?

자, 앞서 배운 바를 정리하자면,

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디젤 엔진은 강한 압력을 통해서 연료를 자연 발화 시킨다고 하였습니다.

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일반적으로 디젤 엔진의 압축비는 15~22:1입니다.

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즉, 기체를 22배나 압축한다는 뜻인데, 이처럼 높은 압력에는 당연히 높은 팽창력(폭발력)이 따를 수밖에 없겠죠?

<트럭이 힘이 좋은 이유!>

강하게 압축을 했으니 강하게 폭발하는 것이고, 덕분에 더 큰 힘을 발휘할 수 있다는 의미이지요.

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그래서 트럭이나 화물차량처럼 강한 토크가 필요한 차량에는 디젤 엔진을 장착하는 것이랍니다.

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하지만, 이 우렁한 팽창력 덕분에 소음과 진동이 차량 전체에 전달되고 결과적으로 승차감을 저해하는 원인이 되지요.

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<경주용 차량은 가솔린 엔진을 사용한다>

 

가솔린 엔진도 연료를 압축하긴 합니다.

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디젤인 22배를 압축한다면, 가솔린은 9~11배 정도를 압축하게 되지요.

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이처럼 가솔린은 디젤에 비해서 연료의 압축 시간이 더 짧은 데다가, 점화플러그를 통해 신속하게 연료를 폭발 시키기 때문에 고속주행에 유리한 특성을 갖습니다.

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또한, 디젤 엔진처럼 큰 힘으로 압축할 필요도 없기 때문에 진동 역시 비례하여 감소되게 되지요.

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이런 이유로, 가솔린 엔진은 정숙하며 고속 주행에 적합하다고 성향을 나타내는 것입니다.

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스포츠카나 경주용 차량들은 왜 죄다 가솔린 엔진을 사용하는지 이해할 수 있겠죠?

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3. 디젤은 가솔린에 비해서

왜 연비가 좋을까?

가솔린 엔진의 열효율은 20%인 반면, 디젤 엔진은 35~40%의 효율을 기록합니다.

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이유는 앞서 배운 내용을 종합해보면 유추할 수 있습니다.

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강하게 압축된 공기의 팽창력이 가해짐으로써, 바퀴를 회전 시킬 수 있는 힘을 더 끌어올 수 있기 때문이지요.

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반면 가솔린은 회전수가 빠른 만큼, 연료와 산소를 빠르게 소모하기에, 연비가 상대적으로 떨어집니다.

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그리고 디젤의 연비가 좋은 또 다른 이유는 연료 고유의 특성에 있기도 합니다.

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모든 연료는 연소 단계에서 산소와 결합하게 되고, 최종적으로 물과 이산화탄소로 변환되면서 에너지가 생산됩니다.

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디젤(경유)은 12개의 탄소 원자와 26개의 수소 원자가 결합된 형태이며, 연소 과정에서 산소 분자 18.5개와 결합하게 됩니다.

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그리고 물 분자 13개와, 이산화탄소 분자 12개를 형성하게 되지요.

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이때 발생하는 에너지는 곧 바퀴를 돌리는 운동 에너지로 변환이 됩니다.

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반면 가솔린(휘발유)은 수소 18개와 탄소 8개의 분자들이 산소 분자 12.5개와 합쳐지면서, 8개의 이산화탄소 분자와 9개의 물 분자가 됩니다.

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좀 어렵나요?

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쉽게 정리하자면, 디젤은 분자 하나가 연소될 때, 산소 분자 18.5개가 필요하고, 가솔린은 12.5개가 필요한 것입니다.

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즉, 디젤 분자는 가솔린 분자에 비해 1.5배 더 많은 산소를 끌어다 사용함으로써 더 많은 일을 한다는 것이지요.

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다만 그에 상응하는 오염물질을 더 많이 배출함으로써 공해의 요인이 되기도 합니다.

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연비는 좋은데

출고가가 높은 디젤

VS

연비는 떨어지는데

출고가는 낮은 가솔린

강한 진동을 견디려면 엔진의 내구성이 높아져야 되고, 피스톤의 크기도 커져야 됩니다.

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왜냐면 엔진의 힘, 즉 비틀림 모멘트(토크)는, 돌리는 데 순수하게 가해지는 힘과 거리의 곱으로 결정되기 때문입니다

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(쉬운 예를 들자면, 맷돌을 돌리는데, 맷돌 손잡이가 원점에 가까이 있을수록 돌리기가 힘든 것과 동일한 원리입니다)

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"토크(비틀림 모멘트)= 축에 가해지는 힘 x 거리"

따라서 디젤 엔진은 압축을 하는 데 많은 힘이 필요한 만큼 커넥팅 로드의 길이가 길어지게 되고 결과적으로 엔진의 사이즈는 확대되어야 되며,

 

더불어서 관련 부품들이 추가적으로 장착되기 때문에, 가솔린 차량에 비해 출고가가 더 높습니다.

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대신, 디젤 차량은 1년 2만 킬로 운행을 가정했을 때 기름값이 80만 정도 더 낮지요.

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따라서, 3~4년 정도 디젤 자동차를 운행해야, 초기 출고가의 갭을 메꿀 수 있습니다.

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그러므로 주행 거리가 짧은 편이라면, 가솔린 차량을 선택하는 것이 더 적절할 수도 있겠죠?

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오늘은 이렇게 해서, 가솔린 디젤 차이에 대해서 전반적인 내용을 정리해 보았습니다.

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심도 있는 내용을 다루기엔 분량이 방대하여, 개론적이지만 꼭 필요한 내용 위주로 정리해 보았습니다. 유익한 정보가 되었길 바랍니다.