자동차의 예열을 위한 공회전은 필요한가 (겨울철 및 기타 계절)

자동차의 공회전에 대해 하지 말아야 하는 이유를 들어보면 환경적인 요소로 많이 접근하지만 사실 꼭 그것만이 전부는 아니다. 해외나 국내나 공회전을 오래 하게 되면 단속 대상이 되고 시정을 조치 받게 되어 있는데 아무래도 불필요한 배기가스로 인한 환경오염 문제로 단속하는 입장이 많아 그렇게 보일 수 있다. 공회전에 대해 무감각하거나 문제 인식을 갖지 않는 경우도 이런 환경오염 문제로만 접근하기 때문이고 또 그렇게 알고 있기 때문이다, 나에게 심각한 문제가 생긴다면 스스로 하지 않겠지만 배기가스로 인한 환경 오염 문제라면 딱히 신경을 덜 쓰게 되는 건 사실

대부분의 사람들은 공회전을 하게 되면 개인적인 손해로 기름값 낭비를 뽑고 나와 우리 모두에게 손해가 되는 보다 넓은 의미로 들어가면 환경 오염으로 접근하는 경우가 많다. 아무래도 당장 내 눈 앞에서 (배기가스) 또는 내 주머니에서 (기름값) 문제가 되는 걸 인식할 수 있기 때문인데 그 외적으로 실제 나에게 추가적인 피해가 있다고 인지하지 못 하는 경우가 많아 공회전으로 나가는 기름값이 얼마 되겠냐, 내 차가 공회전 잠깐 한다고 해서 환경 오염이 얼마나 더 심각해지겠냐 하고 생각하는 분에게는 반대로 별로 문제 의식이 없을 수 있다.

공회전은 원래 자동차에게 굉장히 안 좋은 경우로 엔진 수명에 악영향을 준다. 보통은 엔진 자체 보다는 엔진 오일 수명으로 접근해 엔진 오일 교체 주기가 짧아지고 엔진 오일의 오염으로 불순물에 의한 엔진 내부 흠집, 출력 저하 등까지 거론하지만 엔진 전체 수명으로 보는 것이 맞다. 많은 사람들은 고출력, 고RPM, 급가속 등이 엔진 상태에 부정적인 요소라고 생각하지만 진짜 무서운 건 "저출력" 저RPM이다. 엔진은 일정 속도 이상 달릴 수 있게 설계되어 있고 이정 속도(회전)가 나와야만 정상적인 원래 목적을 달성할 수 있는데 우리가 아는 "공회전" 상태에서의 저RPM은 엔진이 숨만 쉬는 것이지 (워밍업) 실제 그 RPM으로는 이동이라는 자동차의 원래 목적에 전혀 쓸 수 없는 상태라 엔진 수명을 깍는 절대적인 이유라 할 수 있다. 사람도 고혈압보다 무서운 게 저혈압이다. 고혈압은 티라도 나서 대응이라도 하지 저혈압은 소리 소문 없이 갈 수 있다, 자동차도 마찬가지, 기계공학도 마찬가지다.

일단 이론만 가지고 살펴보자. 사람이 무거운 물건을 일정 거리 이상 옮겨야 할 때 40개의 박스를 100미터 거리의 다른 곳으로 1개씩 한 번에 옮긴다는 동일한 조건이 있다고 가정하자, A라는 사람은 빨리 들어 빨리 옮겨(뛰듯이) 빨리 나른다, 평균보다 2배 빠르다. B는 A보다 느리지만 보통의 평균 속도와 힘으로 물건을 옮긴다, 가장 무난한 표준치다, C는 B보다 2배 느리고 움직이고 물건을 이동한다. A와 C는 4배 차이라는 걸 알 수 있다. 

A가 모든 물건을 옮기고 마무리 했을 때의 상황을 보면 B는 20개를 옮기고 20개가 아직 남은 상황, C는 10개를 옮기고 30개가 남은 상황이라 할 수 있다. 이 때 상식적으로 가장 효율적인 일을 한 사람은 같은 시간에 더 빨리 끝낸 A라고 할 수 있다. 하지만 이들 세 사람의 모든 체력 조건이 완전히 동일하다는 전제가 붙는다면 과연 그럴까. A는 상당히 무리를 했다는 걸 알 수 있고 C는 힘을 쓰지 않았다는 걸 알 수 있다. A는 체력이 완전 소진되어 탈진이 되었을 것이고 그 자체로 추가 일을 할 수 없다. 모든 걸 다 쏟아 부었기 때문이다. 하나의 상황만 보면 완벽한 효율이지만 이게 사실 전부가 아닌 여러 작업 중 하나 였다면 효율적으로 힘과 에너지를 배분하지 못하고 썼기 때문에 뒤에 이어지는 추가 작업에서 굉장히 비효율적인 결과가 나올 수 있다.

C의 경우는 반대로 상당한 힘을 비축했을 것이라고 보지만 물건의 무게는 모두 동일하다는 것이 함정, 느리게 움직이면 무게감을 더 느껴 힘이 예상보다 많이 소비된다, 실제 사람들 물건 옮길 때를 보면 건장한 남자 둘이 큰 물건을 옮겨도 빨리 옮기려고 하자 어영부영 하면 둘 중 한 사람이 재촉하게 되어 있다. 힘이 더 들고 빠지기 때문이다. 결과적으로 10개 밖에 못 옮겼으면서 힘은 40개 옮긴 사람과 크게 다르지 않을 만큼 허비하게 된다.

뻥튀기를 예로 들어도 마찬가지, 일반 최적화 회전수보다 2배 빨린 돌리면 그만큼 튀기가 나오는 속도가 빨라 효율적이라 생각할 수 있지만 그 만큼 튀기들이 내부에서 낙하하는 속도도 빨라 튀기는 그럭저럭 무난해도 파손되는 불량품이 많아진다, 반대로 2배로 느리게 돌리면 파손되는 불량품은 없어도 불에 닿는 시간이 많아 결국 곡물이 타서 맛이 떨어지게 된다. 빨리 돌려도 느리게 돌려도 문제, 너무 빨리 옮겨도 너무 느리게 돌려도 문제인 것이다.

엔진도 마찬가지다. 특수차량을 제외하고 일반 차량은 2000~3000 RPM 사이에서 최적화된 회전수가 나오게 되어 있다. 이 보다 빠르면 엔진에 무리가 가고 역시 이 보다 느리면 엔진에 무리가 간다. 물건 옮기는 사람의 예처럼 둘 다 안 좋은 건 마찬가지지만 둘 중 누가 더 안 좋고 낫나라고 따진다면 당연히 고출력이 아닌 저출력이다. 빨린 옮긴 쪽은 그래도 물건을 많이 옮기기라도 했지 느리게 옮긴 쪽은 옮긴 것도 별로 없으면서 똑같이 힘만 축냈기 때문이다. 저속 뿐 아니라 저 RPM 구간을 많이 쓰는 시내 도심차량 (시내바리) 상태가 대체로 좋지 않은 이유이기도 하다.

본격전인 주제로 돌아가 겨울철 예열을 위해 우리는 공회전을 많이 한다. 물론 공회전의 "목적"이 있냐 없냐, 어디에 있냐에 따라 다르다는 걸 우선 알아야 한다. 일반적인 무의미한 공회전이나 정차 시 또는 신호 대기시의 공회전은 그 자체가 다르다, 주행 중에 잠깐 신호 대기나 짧은 정차는 어쩔 수 없는 상황에서 벌어지는 일이니 그 자체로 문제가 되진 않지만 (상황 자체가 정속이 불가능한 경우) 누군가를 기다리거나 잠시 일을 보면서 그냥 시동을 켜는 건 주행과 전혀 무관하기 때문에 정말 쓸모 없는 공회전이면서 차량에 악영향을 주는 가장 나쁜 상황이라고 할 수 있다.

반대로 예열이라는 목적으로 공회전을 하는 경우는 전혀 다르게 봐야 한다. 공회전을 하는 목적 자체가 분명하고 예열을 하기 위해서는 공회전을 시켜야 하는 것이 필수이기 때문이다. 무의미한 공회전이 문제지 의미가 있는 공회전이라면 당연히 필요에 의한 공회전인 만큼 문제라 할 수 없고 문제점이 되지도 않는다. 본격적인 출발에 앞 선 워밍업의 차원이기 때문이다.

요즘 차는 너무 좋아서 예열을 필요없다거나 겨울철에도 시동 걸고 바로 가도 무방하다라고 하는 전문가나 준전문가들이 있다면 그 말은 씹어주자, 아무리 기술이 발전해도 그렇게 "막" 써도 상관없는 기계는 없다. 천 만원짜리 자동차나 억 단위 자동차나 예열 없이 그대로 바로 최고치 출력을 바로 뽑으면 탈이 나게 되어 있다.

최첨단 기술이 녹아 들어 있다는 원자력에서도 에너지를 뽑을 때는 저수위 부터 조금씩 올려 출력을 높이게 된다. 전원 버튼 누르고 "시작" 소리와 함께 출력을 100% 바로 뽑으면 어딘가 터져도 터지기 마련, 자동차를 "시작"과 함께 1초 만에 100킬로로 달리게 한다면 안의 사람은 물론 엔진을 비롯한 모든 부속, 타이어까지 엄청난 과부하를 경험하게 되고 오래가지 못 해 탈이 나게 되어 있다. 우주선도 예열을 하고 고성능 고속열차도 예열은 필수다. 엔진을 "온도"를 "정상" 범위까지 오르게 하기 위해서는 반드시 선행 되어야 하는 조치로 공회전 만큼 무서운 것이 차가운 상태에서 고출력을 뽑는 행위다. 

사람이 준비운동을 (워밍업) 하는 결정적인 이유는 관절의 움직임을 주어 부드럽게 하기 위함이 전혀 아니라 몸의 체온을 올리기 위한 사전 운동이다. 온도가 올라가야 운동 효과를 낼 수 있는데 차가운 상태에서 바로 격한 운동을 하면 근육에 무리가 갈 수 밖에 없다, 온도를 올리기 위해서는 그 만큼의 달아오른 혈류의 이동이 선행되어야 하기 때문이고 혈액순환이 어느 정도 되고 나서 운동을 해야 다치지 않기 때문이지 관절 다칠까봐 하는 것이 아니다.

연식이 오래 된 기계식 자동차의 경우 (카부레타 방식) 센서만으로도 예열 필요성을 알 수 있다, 추운 겨울날 시동을 걸면 고장나지 않은 이상 대부분의 자동차는 원래 시동 RPM 보다 높게 RPM이 움직인다는 걸 확인하게 된다. 1000 RPM 내외에서 공회전이 항상 되었는데 추운 겨울날에는 시동을 걸면 내 의지와 상관없이 자동차 RPM이 1200~1500 수준까지 페달(가속)을 밟지 않아도 유지된다는 걸 알 수 있다. 예열을 위해 스스로 가속하는 것이다. (부릉부릉 본인이 밟을 필요가 원래 없다) 기계 매커니즘이다.

전자식 자동차의 경우 다른 건 없다, 역시 시동을 걸면 똑같이 1000 RPM 대가 아니라 1200~1500 사이로 비슷하게 회전한다. 춥기 때문에 더 빨리 온도(엔진)를 올리기 위해 일정 속도 더 빨리 회전하게끔 되어 있다. 여기서 중요한 건 1분이나 30초, 2분, 5분 등으로 예열 시간을 표준화 하려고 하는데 의미 없다고 봐야 한다. 모든 차량들의 사용 조건과 운전자가 달라 제각각이기 때문이고 답은 자동차 스스로가 알고 있기 때문에 (기계식이라 해도) 계기판을 보고 판단하는 것이 더 정확하다.

아주 추운 겨울 날, 입김이 마구 나올 정도로 추운 날에는 시동을 걸면 평소보다 강한 엔진음으로 윙~하고 엔진이 돈다. RPM을 보면 평소보다 높다는 걸 알 수 있다 (수퍼카라도 예외 없다) 봄/여름/가을이라면 1000 RPM 기본 내외로 900~1100 간격에 있겠지만 추운 날에는 센서에 의해 엔진 온도가 차갑다는 걸 인식해 스로틀이 더 열리게 되어 있다. 문제는 알아서 예열하는 것이라 알아서 조절한다는 것이다.

공회전을 계속 한다고 해서 예열이 충분히 되는 건 아니다. 진짜 예열은 일정 시간 후 "주행"을 통해서 초기에 이루어지기 때문에 달려야만 완성되지 계속 서 있고 공회전만 하면 평소 1000 RPM 대로 떨어지지 않는다. 공회전 만으로 엔진을 "정상" 온도와 상태로 올릴 수 없기 때문이다. 차 상태나 조건에 따라 다르지만 좋은 차라면 게이지 바늘이 반 칸이나 한 칸 아래 시동 걸 때보다 떨어진 경우를 볼 수 있다. 예열이 되면서 온도가 오르니 스로틀을 조절한 것이다. 이렇게 게이지가 처음 시동 걸 때 본 RPM에서 떨어진 걸 봤다면 공회전으로서 할 수 있는 예열은 다 했다고 봐야 함으로 이 때는 기다릴 필요 없이 출발하면 된다. (더 이상의 공회전은 의미가 없고 예열도 의미가 없다)

차량 연식이 되거나 상태가 나쁘더라도 비슷한 상황은 생긴다. 게이지가 떨어지지 않았어도 이런 차들은 게이지 바늘이 미묘하게 움직이게 되어 있다. 확실하게 내려 꽂지는 못하지만 예열이 조금씩 되면서 엔진 충격과 진동이 달라지게 되는데 그 때 바늘이 위아래로 파도 타기 하듯이 춤을 추게 되어 있다. 게이지 바늘을 보고 있으면 사소한 움직임이라도 있다는 뜻이다. 바늘이 계속 고정되어 있다면 조금 더 기다리는 것이 좋고 게이지 바늘이 조금이라도 움직임을 보이거나 내려 왔다면 역시 출발하면 된다. 좋은 차는 게이지 바늘이 확실히 반 칸이라도 내려 오지만 상태가 좋지 않은 경우 바늘이 확실히 내려 오진 않지만 그 상태에서 출렁거리는 경우가 많아 그걸 보고 판단하면 조금 쉽다. 그래서 어떤 차는 1분, 3분, 5분으로 차이가 날 수 있는데 무조건 요즘 차라고 해서 1분, 2분이라 단정할 수 없다. 아주 추운 날 산골 강원도에 있는 차와 제주도에 있는 차의 예열 조건을 같게 볼 수 없다. 

엔진오일은 차가울 때 쓰면 제 기능을 못 한다. 모든 오일은 일정 수준 온도가 되어야 정상 기능을 발휘한다. 모든 기계 장치도 어느정도 준비 운동을 해야 무리가 없다, 차가운 기계를 바로 돌리면 문제가 된다. 일반 가전은 그런 거 따지지 않고 바로 써도 되지만 기계적인 장치, 닦고 조이고 기름쳐야 하는 물리적인 움직임이 수반되는 기계나 장치는 반드시 사전 동작이 필요하고 예비 운전이 필요하다. 

예열은 엔진만 따뜻하게 하는 것이 아니다. 엔진을 통해 사람의 혈류처럼 오일들이 순환하고 각 연결된 부속들에 의해 열이 조금씩 전해지면서 뭉친 것이 풀어지게 하는데 목적이 있다. 겨울이라고 해서 무조건 예열을 해야 하는 건 아니다. 춥다고 해서 무조건 예열 해야 하는 것도 아니다. 평소에 시동을 걸면 자동차는 기본 공회전으로 돌아가는 엔진 회전수가 무조건 존재한다. 시동을 걸면 엔진이 꺼지지도 않고 더 빨리 달리지도 않고 가만히 있는 공회전 상태, 그 상태가 기본(최소) "온도"다. 추운 날 엔진음이 거칠게 들리면서 RPM 게이지 바늘이 평소보다 높다면 그 날은 예열을 해야 한다는 뜻이고 예열이 필요하다, 날씨와 기온으로 체크하는 것이 아니라 원래 잘 보고 체크하라고 만든 계기판의 RPM 게이지를 보고 판단해야 한다.

러시아의 극한 상황에서 (마이너스 기온 20~30도) 각 자동차 브랜드의 시동을 거는 유명 실험이 있다. 물컵의 물을 던지면 바로 얼고 입김을 불면 1초도 안되어 수염에 고드름이 어는 그런 환경에서 시동이 얼마나 잘 걸리는지, 엔진이 무리 없이 돌아가는지 정상 배터리를 가지고 와서 연결해 (내부 밧데리는 기온으로 이용 불가) 시동을 거는 실험이 극지방 나라에서 꽤 많이 있는데 예열 과정에서 엔진 RPM이 떨어지거나 움직이는 걸 볼 수 있다. 앙~~거리면서 RPM도 그대로고 엔진음도 변화가 없다면 무조건 예열을 지속해야 하고 그 상태에서 가속해 쓰면 엔진이 깨질 수 있다. 반대로 RPM 게이지 바늘이 조금이라도 움직이거나 엔진음이 처음보다 데시벨이 줄어든다면 그 때는 조금씩 움직여도 된다 (어디까지나 그런 극한 상황에서)

오히려 고도화 되고 전문화 되고 첨단 기능이 많을수록 예열과 사전 동작은 거의 필수다, 비싸고 좋을수록 더 그렇게 만들어지고 되어 있다. 간단하고 단순한 기계식이라면 문제가 터져도 수리가 쉽지만 첨단 장치가 많아지면 오히려 대처하기 어렵다. 되려 아주 오래된 쌍팔년도 자동차가 겨울철 막 써도 상관 없는 것에 비해 최근 나온 차는 막 쓰면 더 쉽게 고장 나는 것과 비슷한데 평소라면 막 써도 상관 없지만 평소와 다른 상황, 기온이 너무 떨어져 온도를 올려야 할 필요성이 있다면 그 때는 무조건 기계가 알려주는대로, 하라는대로 해야 한다.

엄청 추운 날과 별로 춥지 않은 겨울 날이 있는데 변수는 따지지 않고 맹목적으로 겨울에는 1분 이내로만 예열해도 충분해요~라고 하거나 겨울이라고 해도 공회전은 나빠요라고 하거나 겨울이라 해도 요즘 차는 그런 거 별로 영향 없어요, 바로 출발해도 되요~ 하면 그 사람의 자동차 정보 소식은 걸러 들어야 한다. 

자기 자동차의 상태는 차주가 가장 잘 알고 평소와 다름도 잘 캐치한다. 수온계와 오일계까지 확인 하지 않더라도 기본적으로 엔진음(시동음)과 공회전 소리 (떨림 상태) RPM 계기판을 보고 예열을 판단하라고 알려주는 것이 가장 적절하다. 마지막으로 첨언을 하면 엔진이 떨린다거나 미묘한 진동이 있는 경우 저RPM 구간이 더 떨어졌거나 예열이 너무 안되서 그런 경우가 많다. 대체로 경험이 있거나 목격한 분들이 있을텐데 엔진이 떨릴 때 가속해 주면 엔진이 떨지 않는 경우가 많다. (정비소에 갔을 때 본넷 열고 정비사가 손으로 부릉부릉 스로틀 건드릴 때 엔진 진동 움직임이 많이 보게 됨) 일정 속도에 오히려 미치지 못하면 엔진이 진동을 하게 되고 흔들림이 생기는데 겨울에 혹시라도 본넷을 열고 엔진을 봤을 때 엔진 움직임이 눈에 띈다면 공회전 만으로 예열이 부족하다는 뜻이라 기름은 기름대로 시간은 시간대로 축내게 된다. 이 때는 살짝 가속 페달을 밟아 엔진 회전수를 의도적으로 올려주어야 한다 (부릉부릉 회전수가 움직이게 하지 말고 지그시 밟아 회전수 바늘이 조금 높은 수치에서 고정되게)

자동차의 예열은 1분, 2분이라는 주관적인 판단에 따라 하는 것이 아니라 자동차의 상태를 정확하게 알려주는 계기판을 보고 객관적인 판단과 데이터에 (계기판의 정보) 따라 판단하는 것이다.