기어오일
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1. 개요
기어 오일은 기어 박스 내 부품의 윤활을 위해 사용되는 오일로, 미국 석유 협회(API)의 GL 등급으로 분류된다. GL 등급이 높을수록 높은 압력을 견딜 수 있으며, GL-4는 대부분의 현대 기어 박스에, GL-5는 별도의 차동 장치에 사용된다. 기어 오일의 점도는 SAE J306에 의해 표준화되며, 합성 기어 오일은 전단 파괴에 대한 저항성이 더 크다. API는 GL-1에서 GL-6까지의 등급을 정의하며, MT-1, MIL-PRF-2105E(SAE J2360) 등의 규격도 존재한다. 오토바이의 경우, 엔진과 기어 박스 윤활 방식에 따라 오토바이용 엔진 오일 또는 전용 기어 오일을 사용하며, 스쿠터는 사륜차용 저마찰 특성 엔진 오일을 사용할 수 있다. 기어 오일의 점도 표기는 엔진 오일과 유사하지만, SAE J306 규격에 따라 실제 점도 영역은 다르다.
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| 기어오일 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 종류 | 윤활유 |
| 용도 | 기어박스, 액슬, 트랜스퍼 케이스 |
| 역할 | 마찰 감소 소음 감소 마모 방지 냉각 부식 방지 |
| 점도 분류 | |
| SAE | SAE J306에 따른 점도 분류 |
| 성능 분류 | |
| API | API GL 등급에 따른 성능 분류 |
| MIL | MIL-PRF-2105E |
2. 종류 및 규격
기어 오일은 주원료인 기유(base oil영어)에 구동 전달 장치의 윤활에 적합한 특성을 가진 여러 첨가제를 추가한 제품이다. 기유로는 광유가 예전부터 사용되어 왔지만, 최근에는 합성유를 사용하는 제품도 있다. 첨가제로는 산화 방지제, 유동점 강하제, 극압제, 마찰조정제, 방청제, 소포제 등이 있으며, 점도 지수 향상제가 첨가되는 경우도 있다.[7] 과거에는 납계 첨가제[8]와 향유고래에서 추출한 고래 기름 등이 첨가제로 사용되기도 했지만, 환경 보호와 상업 포경 금지 등의 영향으로 화학적으로 합성된 성분으로 대체되었다.[9]
프로펠러 샤프트에서 차축으로 동력을 전달할 때 사용되는 하이포이드 기어는 톱니바퀴 표면에 높은 접촉 면압이 가해지면서 미끄러지기 때문에 일반 기어 오일로는 유막이 끊어져 소착될 수 있다.[10] 하이포이드 기어에 대응하는 오일은 '''하이포이드 기어 오일'''이라고도 불리며, '''극압 첨가제'''가 첨가되어 있다.[10] 극압 첨가제는 황, 염소, 인 등을 포함하는 화합물로, 고온 고압 조건에서 톱니바퀴 표면의 금속과 화학 반응을 일으켜 피막을 형성하여 마모나 소착, 융착과 같은 현상을 방지한다.[11]
기어 오일을 교환할 때에는 차체나 변속기 제조사가 지정하는 점도 및 GL 규격 구분을 준수해야 한다. 특히 차동 제한 장치(LSD)를 장착한 경우에는 LSD 대응이 명시된 제품을 사용하는 것이 좋다. LSD는 다양한 형식이 존재하며, 각각 정상 작동을 위해 고유의 마찰 조정제를 필요로 하기 때문이다. 하이포이드 기어 오일이나 LSD 오일의 대부분은 황을 포함하는 첨가제 때문에 썩은 달걀과 같은 악취가 나므로 취급 시 적절한 보호구 착용이 권장된다.[9]
기어 오일의 종류는 미국 석유 협회(API)의 GL 등급과 기타 규격으로 나뉜다.
'''기타 규격'''에 대한 내용은 #API MT-1, #MIL-PRF-2105E (SAE J2360) 문단을 참조하라.
2. 1. API GL 등급
미국 석유 협회(API)는 기어 오일의 성능 등급을 GL 규격으로 분류한다. GL 등급은 6가지로 나뉘며, 숫자가 높을수록 첨가제 비율이 높아져 극압성이 증가한다. 하지만 각 등급이 하위 규격과 하위 호환성을 갖는 것은 아니므로, API는 제조사가 지정한 등급을 따를 것을 권장한다.[12]상위 규격에 포함된 황 등의 극압제는 구리, 청동, 황동과 같은 옐로 메탈에 부식성이 강하므로, 싱크로메시의 과도한 마모를 방지하기 위해 GL-4 지정 싱크로메시식 수동 변속기에 GL-5를 사용하는 것은 피해야 한다.[8]
API는 1995년에 GL-1, GL-2, GL-3, GL-6 등급을 '비활성'으로 선언했다.[19]
; API MT-1
버스 및 대형 트럭에 사용되는 비동기 수동 변속기용 윤활유 규격이다. API GL-4 및 API GL-5에서 제공되지 않는 열화, 부품 마모 및 오일 씰 열화 방지 기능을 제공한다. 그러나 싱크로메시식 트랜스미션 및 트랜스액슬의 윤활은 상정되어 있지 않으며, 엔진 오일과 혼합하여 사용하는 것도 피해야 한다.
; MIL-PRF-2105E (SAE J2360)
1995년에 제정된 MIL 규격으로, 이전 규격(MIL-L-2105D) 및 API MT-1의 성능 요구 사항을 결합한 것이다. 엄격한 오일 씰 호환성 및 열 내구성 테스트 요구 사항이 추가되었다. MIL-PRF-2105E는 SAE 표준 J2360으로 대체되었다.[18]
2. 1. 1. GL-1
미국 석유 협회(API)는 기어 오일의 GL 등급을 정의한다. GL-1 등급(비활성[3])은 무처리 오일을 사용할 수 있는 저압 및 최소 슬라이딩 속도와 같은 가벼운 조건에서 작동하는 수동 변속기에 사용된다. 산화 및 녹 방지제, 소포제 및 유동점 강하제를 사용하여 윤활유의 특성을 개선할 수 있지만, 마찰 조정제 및 극압 첨가제는 사용해서는 안 된다.[12]BP 자료[13]에 따르면, GL-1은 '''레귤러 타입'''으로 분류되며, 저하중, 저속의 스퍼 기어, 헬리컬 기어, 웜 기어 및 베벨 기어에 사용된다. 하지만 자동차용으로는 윤활 조건을 만족시키지 못하므로 사용하지 않는다.
단, 미국에서는 Willys MB|윌리스 MB영어나 Jeep CJ|지프 CJ영어 등의 군용 지프와 같이 하이포이드 기어를 사용하지 않고 구리 합금에 대한 특별한 배려가 필요한 초기 사륜구동 차량이 많이 남아있기 때문에, 윤활유 제조사들은 "청동제 싱크로메시에 대한 안전성 증명"을 위해 2016년 현재에도 이 규격을 명시한 기어 오일을 판매하고 있다.[14][15]
2. 1. 2. GL-2
API 카테고리 GL-2는 API GL-1 서비스에 만족스러운 윤활유로는 충분하지 않은 부하, 온도 및 슬라이딩 속도 조건에서 작동하는 자동차형 웜 기어 차축의 서비스 유형을 지정한다.[1] BP사의 자료[13]에서는 GL-2를 '''웜 타입'''으로 구분하며, 사용 조건으로는 「속도, 하중이 약간 가혹한 조건 하의 웜 기어 및 기타 기어(하이포이드 기어를 제외)에 사용한다」라고 되어 있으며, 자동차용으로는 「자동차의 윤활 조건을 만족시키지 않으므로, 특수한 경우를 제외하고는 거의 사용하지 않는다」라고 되어 있다. 트랙터 등을 비롯한 농업 기계의 트랜스미션 윤활에 권장된다.2. 1. 3. GL-3
미국 석유 협회(API)의 GL-3 등급(비활성[1])은 속도와 부하가 보통에서 심한 조건에서 작동하는 수동 변속기 및 스파이럴 베벨 차축에 사용된다. 이 등급은 API GL-1보다는 높은 하중 지지 능력이 필요하지만, API GL-4보다는 낮은 수준의 윤활유를 요구한다.[1]API는 GL-3 등급에 사용되는 첨가제가 하이포이드 기어의 윤활에는 적합하지 않으므로, 일부 차축 제조사는 이 규격 대신 엔진 오일을 지정하기도 한다. 따라서 제조사의 규격 지정을 반드시 따르는 것이 좋다.[12] BP 자료[13]에 따르면, GL-3는 '마일드 EP 타입'으로, 'GL-1, GL-2 레벨의 기어 오일로는 부족한 조건의 기어(하이포이드 기어 제외)'에 사용되며, 자동차용으로는 '트랜스미션, 스티어링 기어 및 조건이 완만한 데퍼렌셜 기어(하이포이드 제외)'에 사용된다.
크라이슬러나 미쓰비시 자동차 공업 등 일부 사륜차 제조사는 트랜스미션 오일[8]로 GL-3을 순정 지정하기도 하며, 차동 장치가 없는 이륜차의 기어 오일로도 널리 사용된다.
2. 1. 4. GL-4
미국 석유 협회(API)는 기어 오일의 성능 등급을 GL-4로 분류한다. GL-4 등급 오일은 중간 정도의 속도와 부하에서 작동하는 자동차 차축의 스파이럴 베벨 및 하이포이드 기어에 사용된다. 이러한 오일은 일부 수동 변속기 및 트랜스액슬에도 사용될 수 있다.GL-4는 경부하부터 중부하까지 다양한 조건에 대응하며, 내마모성 첨가제를 4.0% 함유하고 있다. 베벨 기어 및 하이포이드 기어로 구성된 축 변위가 작은 기어 박스 및 액슬 유닛용으로 설계되었다. 유럽에서는 싱크로메시 기어 박스에 사용하는 기본적인 기어 오일로 여겨지지만, 미국에서는 MT-1 규격 제정 이후, 해당 규격으로는 윤활에 적합하지 않은 트랜스미션 및 트랜스액슬에 사용이 권장된다. 2016년 현재는 상업적인 표기로서 여전히 이용되고는 있지만, API 자체는 신규 인증을 하지 않고 있다.[12] JX 에너지가 발행하는 「석유 편람」에서는, API에서 2016년 현재 GL-5 규격 이외의 규격 시험을 실시할 수 없기 때문에, GL-4는 GL-5의 첨가제 배합량을 줄인 것을 처방한다고 되어 있다.[17] 혼다나 제너럴 모터스 등에서는 자사의 싱크로메시식 트랜스미션을 위해, GL-4 규격의 윤활 성능을 충족시키면서, 황계 극압제 등을 최대한 줄인 전용 기어 오일을 개발하고 있다.[8]
BP사의 자료[13]에서는, GL-4는 '''멀티 퍼포스 타입'''으로 구분되며, 사용 조건으로는 「하이포이드 기어 및 매우 가혹한 조건 하의 기어에 사용한다. 고속 저토크, 저속 고토크에 견딘다」라고 되어 있으며, 자동차용의 용도로는 「데퍼렌셜 기어, 트랜스미션 및 스티어링 기어에 사용한다」라고 되어 있다.
2. 1. 5. GL-5
API 카테고리 GL-5는 특히 고속 및/또는 저속, 고 토크 조건에서 자동차 차축의 하이포이드 기어와 같은 기어의 서비스 유형을 지정한다. 미국 육군 군사 규격 MIL-L-2105D(이전의 MIL-L-2015C), MIL-PRF-2105E 및 SAE J2360에 따라 자격을 갖춘 윤활유는 API GL-5 서비스 지정을 충족한다.[3]BP사의 자료[13]에서는 GL-5를 '''멀티 퍼포스 타입'''으로 구분하며, 사용 조건으로는 「GL-4보다 가혹한 조건 하의 하이포이드 기어에 사용한다. 고속 저토크, 저속 고토크, 고속 충격 하중에 견딘다」라고 되어 있으며, 자동차용의 용도로는 「특히 가혹한 조건의 데퍼렌셜 기어에 사용한다」라고 되어 있다. 최근에는 GL-5 단독으로는 대응할 수 없는 윤활 요건 및 성분의 지정을 위해 '''SAE J2360'''이 기어 오일의 규격에 새롭게 추가되었다. SAE J2360은 GL-5의 윤활 요건을 모두 충족시킨 위에, 엘라스토머를 포함하는 조성 및 기어의 항산화성 및 청정성 등, GL-5에는 존재하지 않았던 항목이 추가되었다.[12] 미국 육군의 MIL 규격에서는 '''MIL-L-2105D''' (및 전신의 '''MIL-L-2015C''')가 GL-5의 윤활 요건을 충족하고 있다.
2. 1. 6. GL-6
극히 가혹한 부하 조건(고속에서의 마찰 및 큰 충격 하중이 걸리는 조건)을 위해 설계된 기어 오일이다. 내마모성 첨가제를 10.0% 이상 함유하고 있으며, 하이포이드 기어를 위해 설계되었다.[13] 오늘날에는 GL-5가 충분히 엄격한 요건을 충족하고 있다고 여겨지기 때문에, GL-6이라는 구분은 더 이상 적용되지 않는다.원래 이 규격은 미국 포드사의 '''ESW-M2C105A'''라고 불리는 "특히 오프셋이 큰 하이포이드 기어"에서의 사용에 견디는 것을 목적으로 한 특수 규격이며, 전륜구동에서는 올즈모빌 토네이도가 이 규격의 기어 오일을 요구했다.[8] 2016년 현재는 GL-6에서 상정된 극도로 오프셋이 큰 하이포이드 기어의 채용이 감소하고, 미국 석유 협회(API)에서의 GL-6 시험 장치도 폐지된 것에 의해, 상업적으로 이용될 기회는 감소하고 있다.[12] BP사의 자료에서는, GL-6에 대해 "분류 시험 부품의 입수 불가능으로 인해, 이 규격은 현재 폐지. 단, 폐지 이전에 통과한 제품은 표시 가능."이라고 하고 있다.[13]
2. 2. 기타 규격
기어 오일은 미국 석유 협회(API)에서 GL 등급을 사용하여 분류한다. GL 등급이 높을수록 변속기 부품 간 금속 접촉 없이 더 높은 압력을 견딜 수 있다. 별도 차동 장치는 기어박스보다 금속 부품 사이에 더 높은 압력을 가지는 경우가 많으므로 더 높은 GL 등급이 필요하다. 예를 들어, 대부분의 현대 기어박스는 GL-4 오일을 필요로 하고, 별도의 차동 장치(장착된 경우)는 GL-5 오일을 필요로 한다.기어 오일의 점도 등급은 엔진 오일의 점도 등급과 형태는 같지만, 다른 척도이다. 기어 오일의 점도 특성은 SAE J306에 의해 표준화된다. 멀티 등급 기어 오일이 더 흔해지고 있다. 기어 오일은 엔진 오일만큼 온도가 높게 올라가지는 않지만, 차량 운행 시 상당히 따뜻해지는데, 이는 주로 전단력 마찰 때문이다(엔진 블록에서 벨하우징을 통한 열전도도 약간 포함).
합성 기어 오일은 미네랄 오일보다 전단 파괴에 대한 저항성이 더 커서 많은 차량에 사용된다.
기어 오일은 미국 석유 협회(:en:American Petroleum Institute)에 의해 '''GL 규격'''이 정해져 있다. GL 규격은 6등급으로 구분되며, 숫자가 증가할수록 첨가제의 비율이 많아지고 극압성이 증가한다. 단, 각 등급은 반드시 하위 규격에 대한 하위 호환성을 가지고 있지 않으며, API 자체도 제조사의 지정 등급을 준수할 것을 강력히 권장하고 있다.[12]
상위 규격에 많이 포함된 황 등의 극압제는 구리, 청동, 황동이나 Muntz metal|만츠 합금영어 등의 옐로 메탈(Yellow Metal)에 대한 강한 부식성을 가지므로, 싱크로메시의 과도한 마모 촉진에 의한 열화를 방지하기 위해 GL-4 지정의 싱크로메시식 수동 변속기에 GL-5를 넣는 것은 피하는 것이 좋다.[8]
| 규격 | 설명 | 특징 | 사용 예 |
|---|---|---|---|
| API GL-1 | 경부하 조건용. 무첨가 기유로 구성, 산화 방지제, 부식 방지제, 소포제 등의 첨가제가 포함되기도 한다. | 트럭이나 농업 기계의 스파이럴 베벨 기어 및 웜 기어를 사용한 논싱크로메시 트랜스미션용. API는 마찰 조정제나 극압제는 사용해서는 안 된다라고 명시하고 있다.[12] | BP 자료[13]에 따르면 레귤러 타입으로, 저하중, 저속의 스퍼 기어, 헬리컬 기어, 웜 기어 및 베벨 기어에 사용. 자동차용으로는 「자동차의 윤활 조건을 만족시키지 않으므로 전혀 사용하지 않는다」라고 되어 있다. 단, 미국에서는 Willys MB|윌리스 MB영어나 Jeep CJ|지프 CJ영어 등의 군용 지프 등 하이포이드 기어를 사용하지 않고 구리 합금에 대한 특별한 배려를 필요로 하는 초기의 사륜구동차가 많아, 윤활유 제조사는 「청동제 싱크로메시에 대한 안전성의 증명」으로 2016년에도 이 규격을 명기한 기어 오일 판매를 지속하고 있다.[14][15] |
| API GL-2 | GL-1으로는 윤활성이 부족한[16] 중간 정도의 부하 조건용. 내마모성 첨가제가 포함, 웜 기어를 사용한 데퍼렌셜용으로 설계. | 트랙터 등을 비롯한 농업 기계의 트랜스미션 윤활에 권장. | BP 자료[13]에 따르면 웜 타입으로, 속도, 하중이 약간 가혹한 조건 하의 웜 기어 및 기타 기어(하이포이드 기어 제외)에 사용. 자동차용으로는 「자동차의 윤활 조건을 만족시키지 않으므로, 특수한 경우를 제외하고는 거의 사용하지 않는다」라고 되어 있다. |
| API GL-3 | 중간 정도의 부하 조건용. 내마모성 첨가제 2.7% 함유. 베벨 기어 및 기타 종류의 기어로 구성된 트럭 트랜스미션용으로 사용, 하이포이드 기어에는 사용하지 않는 것이 권장. | BP 자료[13]에 따르면 마일드 EP 타입으로, GL-1, GL-2 레벨의 기어 오일에 부적당한 조건 하의 기어에 사용(하이포이드 기어에는 부적당). 자동차용으로는 「트랜스미션, 스티어링 기어 및 조건이 완만한 데퍼렌셜 기어(하이포이드 제외)에 사용한다」. 차동 장치가 없는 이륜차의 기어 오일로 널리 사용, 크라이슬러나 미쓰비시 자동차 공업 등의 사륜차 트랜스미션 오일[8]로 순정 지정되는 경우가 있다. API는 이 규격에 사용되는 첨가제는 하이포이드 기어의 윤활을 상정하고 있지 않으며, 일부 차축 제조사에서는 이 규격 대신 엔진 오일을 지정하는 경우도 있으므로, 제조사의 규격 지정에 따르도록 권고하고 있다.[12] | |
| API GL-4 | 경부하부터 중부하까지 다양한 조건에 대응. 내마모성 첨가제 4.0% 함유, 베벨 기어 및 하이포이드 기어로 구성된 축 변위가 작은 기어 박스 및 액슬 유닛용으로 설계. | 유럽에서는 싱크로메시 기어 박스에 사용하는 기본적인 기어 오일. 미국에서는 MT-1 규격 제정 후, 해당 규격으로는 윤활에 적합하지 않은 트랜스미션 및 트랜스액슬에 사용이 권장되며, 2016년 현재 상업적인 표기로 이용되지만, API 자체는 신규 인증을 하지 않고 있다[12]。JX 에너지의 「석유 편람」에서는, API에서 2016년 현재 GL-5 규격 이외의 규격 시험을 실시할 수 없기 때문에, GL-4는 GL-5의 첨가제 배합량을 줄인 것을 처방한다고 되어 있다[17]。혼다나 제너럴 모터스 등에서는 자사 싱크로메시식 트랜스미션을 위해, GL-4 규격의 윤활 성능을 충족시키면서, 황계 극압제 등을 최대한 줄인 전용 기어 오일을 개발하고 있다[8]。 | BP 자료[13]에 따르면 멀티 퍼포스 타입으로, 하이포이드 기어 및 매우 가혹한 조건 하의 기어에 사용. 고속 저토크, 저속 고토크에 견딘다. 자동차용으로는 「데퍼렌셜 기어, 트랜스미션 및 스티어링 기어에 사용한다」라고 되어 있다. |
| API GL-5 | 가혹한 부하 조건용. 내마모성 첨가제 6.5% 함유, 하이포이드 기어를 위해 설계된 기어 오일. | BP 자료[13]에 따르면 멀티 퍼포스 타입으로, GL-4보다 가혹한 조건 하의 하이포이드 기어에 사용. 고속 저토크, 저속 고토크, 고속 충격 하중에 견딘다. 자동차용으로는 「특히 가혹한 조건의 데퍼렌셜 기어에 사용한다」라고 되어 있다. | 최근에는 GL-5만으로는 대응할 수 없는 윤활 요건 및 성분 지정을 위해, SAE J2360이 기어 오일 규격에 새롭게 추가되었다. SAE J2360은 GL-5의 윤활 요건을 모두 충족하고, 엘라스토머를 포함하는 조성 및 기어의 항산화성 및 청정성 등, GL-5에는 없었던 항목이 추가되었다[12]。미국 육군의 MIL 규격에서는, MIL-L-2105D (및 전신 MIL-L-2015C)가 GL-5의 윤활 요건을 충족하고 있다. |
| API GL-6 | 극히 가혹한 부하 조건용(고속 마찰 및 큰 충격 하중). 내마모성 첨가제 10.0% 이상 함유, 하이포이드 기어를 위해 설계. 현재는 GL-5가 충분히 엄격한 요건을 충족한다고 여겨져 GL-6 구분은 더 이상 적용되지 않는다. | BP 자료[13]에 따르면 멀티 퍼포스 타입으로, GL-5보다 가혹한 조건의 하이포이드 기어에 사용. 고속 저토크, 저속 고토크, 고속 충격 하중에 견딘다. FORD 규격 ESW-M2C105A(특히 오프셋이 큰 하이포이드 기어에 사용)를 만족. 자동차용으로는 「매우 가혹한 조건의 데퍼렌셜 기어에 사용한다」라고 되어 있다. | 원래 이 규격은 미국 포드사의 ESW-M2C105A (특히 오프셋이 큰 하이포이드 기어) 사용에 견디는 것을 목적으로 한 특수 규격이며, 전륜구동에서는 올즈모빌 토네이도가 이 규격의 기어 오일을 요구했다[8]。2016년 현재는 GL-6에서 상정된 극도로 오프셋이 큰 하이포이드 기어 채용이 감소하고, API에서의 GL-6 시험 장치도 폐지되어 상업적으로 이용될 기회는 감소하고 있다[12]。BP 자료에서는 GL-6에 대해 「분류 시험 부품 입수 불가능으로 인해, 이 규격은 현재 폐지. 단, 폐지 이전에 통과한 제품은 표시 가능.」이라고 하고 있다[13]。 |
- API는 1995년 SAE 기술 위원회 3에서 GL-1, GL-2, GL-3 및 GL-6의 4규격에 대해, 시장에서 판매가 지속되더라도, 규격으로는 「비활성」임을 선언했다. ASTM도 테스트에 필요한 기기가 입수 불가능하여 전술한 4규격의 인증 시험을 할 수 없으며, 이러한 규격과 관련된 성능 시험을 유지할 계획이 없음을 명확히 하고 있다.[19]
2. 2. 1. API MT-1
API MT-1은 주로 미국에서 사용되는 버스나 대형 트럭의 논싱크로미션을 위해 1986년에 제정된 규격이다. MT-1 규격은 기존의 GL-4 및 GL-5에서 상정되지 않은 열화, 부품 마모, 오일 씰 보호와 같은 윤활 요건을 설정하고 있다.[12] 그러나 MT-1 규격은 싱크로메시식 트랜스미션 및 트랜스액슬의 윤활은 상정하지 않으며, 엔진 오일과 혼합하여 사용하는 것도 피해야 한다. MT-1 규격의 성능 사양은 ASTM D5760에서 정의되어 있다.[12]2. 2. 2. MIL-PRF-2105E (SAE J2360)
1995년에 출시된 MIL-PRF-2105E 사양은 이전 사양(MIL-L-2105D) 및 API MT-1의 성능 요구 사항을 결합한 것이다. MIL-PRF-2105E는 MIL-L-2105D에 따라 요구되었던 모든 기존의 화학적/물리적 요구 사항, 고정 차축 테스트 요구 사항, 현장 테스트 요구 사항 및 윤활 검토 연구소의 데이터 검토를 유지한다. 또한 API MT-1에 따른 엄격한 오일 씰 호환성 및 열 내구성 테스트 요구 사항을 추가한다. MIL-PRF-2105E는 SAE 표준 J2360으로 다시 작성되었다.[18]SAE J2360 표준은 전 세계 모든 지역의 오일 블렌더가 사용할 수 없었던 승인에 대한 미국 군사 표준인 MIL-PRF-2105E에서 정의된 것과 동등한 수준의 성능을 정의하는 새로운 글로벌 품질 표준이다. 여기에는 API GL-5, API MT-1 및 MIL-PRF-2105E에 식별된 모든 최신 차축 및 변속기 테스트 요구 사항(엄격한 현장 테스트를 통한 성능 증명 시연의 필요성 포함)이 포함된다.
3. 오토바이용 기어 오일
오늘날의 오토바이 대부분은 엔진과 동시에 기어 박스를 윤활하는 방식을 채택하고 있으며, 이는 엔진 오일로 윤활된다. 단, 습식 클러치를 채용한 차종의 경우에는 클러치 기능을 저해하지 않는 기능을 가진 오토바이용 엔진 오일이 사용된다. 기어 박스의 윤활 계통이 독립되어 있는 2행정 엔진을 탑재한 차종에서도 오토바이용 4행정 엔진 오일을 기어 박스에 사용하도록 제조사가 지정하는 경우가 많다.[1]
엔진과 기어 박스의 윤활 계통이 분리되어 있는 차종에서는 오토바이 전용 기어 오일을 사용하는 것이 지정되어 있는 경우가 있다. 대부분 제조사 순정 기어 오일은 점도 지수나 GL 구분이 공개되지 않는다. 샤프트 드라이브를 채용한 차종이나 측면에 구동 바퀴를 가진 사이드카, 또는 트라이크처럼 독립된 기어 케이스에 하이포이드 기어를 사용하는 차종의 경우에는 자동차에 사용되는 하이포이드 기어 오일에 준하는 기어 오일이 사용된다.[1]
스쿠터의 파이널 리덕션(최종 감속단) 기어 박스(동력 전달로서는 체인 및 스프로킷에 해당)와 같이 클러치를 기구에 내포하지 않는 경우에는 엔진 오일을 사용하는 경우에도 사륜차용만큼은 아니지만 저마찰 특성의 엔진 오일이 순정으로도 준비되어 있다. (물론 스쿠터의 엔진용이며, 스쿠터 이외의 차종에 사용하면 클러치가 미끄러질 가능성이 있다는 점에는 변함이 없고, 스쿠터 이외에서의 사용이 불가능하다는 표기가 있는 제품도 존재한다). 즉, 스쿠터는 클러치 문제가 없기 때문에 적절한 점도라면 사륜차용 저마찰 특성 엔진 오일을 엔진에 (엔진 오일 지정이라면 기어 박스에도) 사용할 수 있다고도 할 수 있다.[1]
4. SAE 점도 분류
기어 오일의 점도 특성은 SAE J306에 의해 표준화된다. 멀티 등급 기어 오일이 더 흔해지고 있다. 기어 오일은 엔진 오일만큼 온도가 높게 올라가지는 않지만, 차량 운행 시 상당히 따뜻해지는데, 이는 주로 전단력 마찰 때문이다(엔진 블록에서 벨하우징을 통한 열전도도 약간 포함).
기어 오일의 점도 표기는 엔진 오일에 사용되는 것과 유사하지만, 그 수치가 나타내는 실제 점도 영역은 다르다. 공학적인 구분인 ISO 점도로 비교하면, 예를 들어 기어 오일에서 점도 표기가 75W-90인 것은 엔진 오일에서는 10W-40과 거의 같다. 멀티 그레이드 기어 오일일수록 이러한 경향이 현저해진다. 이는 양자의 점도 표기를 관장하는 SAE 규격에서 엔진 오일의 점도는 '''SAE J300''', 기어 오일의 점도는 '''SAE J306'''이라는 다른 규정이 사용되기 때문이다.
5. 기어 오일 첨가제
기어 오일은 주원료인 기유(base oil영어)에 구동 전달 장치의 윤활에 적합한 특성의 첨가제를 첨가한 제품이다. 기유에는 광유가 예전부터 사용되어 왔지만, 최근에는 합성유를 사용하는 제품도 있다. 첨가제로는 산화 방지제, 유동점 강하제, 극압제, 마찰조정제, 방청제, 소포제 등이 있으며, 점도 지수 향상제가 첨가되는 경우도 있다.[7] 과거에는 납계 첨가제[8]와 향유고래 유래의 고래 기름 등이 첨가제로 사용되기도 했지만, 환경 보호와 상업 포경 금지 등의 영향으로 화학적으로 합성된 성분으로 대체되었다.[9]
프로펠러 샤프트에서 차축으로 동력을 전달할 때 사용되는 하이포이드 기어는 톱니바퀴 표면에 높은 접촉 면압이 가해지면서 미끄러지기 때문에 일반 기어 오일로는 유막이 끊어져 소착될 수 있다.[10] 하이포이드 기어에 대응하는 오일은 '''하이포이드 기어 오일'''이라고도 불리며, 극압 첨가제가 첨가되어 있다.[10] 극압 첨가제는 황, 염소, 인 등을 포함하는 화합물로, 고온 고압의 조건에서 톱니바퀴 표면의 금속과 화학 반응을 일으켜 피막을 형성하여 마모나 소착, 융착과 같은 현상을 방지한다.[11]
기어 오일을 교환할 때에는 차체나 변속기 제조사가 지정하는 점도 및 GL 규격의 구분을 준수하는 것이 바람직하다. 특히 LSD를 장착한 경우에는 LSD에 대한 대응이 명시된 것을 사용하는 것이 권장된다. LSD는 다양한 형식이 존재하며, 각각 정상적으로 작동하기 위한 고유의 마찰 조정제를 요구하기 때문이다. 하이포이드 기어 오일이나 LSD 오일의 대부분은 황을 포함하는 첨가제로 인해 썩은 달걀과 같은 악취가 나므로 취급 시 적절한 보호구 착용이 권장된다.[9]
6. 기어 오일 선택 및 교환 시 주의사항
기어 오일은 미국 석유 협회(API)의 GL 등급으로 분류되며, 등급이 높을수록 변속기 부품 간 금속 접촉 없이 더 높은 압력을 견딜 수 있다. 별도 차동 장치는 기어박스보다 높은 압력을 받는 경우가 많아 더 높은 GL 등급이 필요하다. 예를 들어, 현대 기어박스는 대부분 GL-4, 별도 차동 장치(있는 경우)는 GL-5 오일을 필요로 한다.
기어 오일 점도 등급은 엔진 오일 점도 등급과 다른 척도(SAE J306)를 사용한다. 멀티 등급 기어 오일이 점차 보편화되고 있다. 기어 오일은 엔진 오일만큼 온도가 높지는 않지만, 차량 운행 시 전단력 마찰로 인해 상당히 따뜻해진다. 완전 합성 기어 오일은 미네랄 오일보다 전단 파괴에 대한 저항성이 더 크다.
API는 GL-1부터 GL-6, MT-1까지 다양한 등급을 정의한다.
1995년 MIL-PRF-2105E는 MIL-L-2105D와 API MT-1 성능 요구 사항을 결합, SAE 표준 J2360으로 변경되었다. J2360은 API GL-5, API MT-1, MIL-PRF-2105E의 모든 최신 차축/변속기 테스트 요구 사항을 포함하는 새로운 글로벌 품질 표준이다.
기어 오일은 기유(base oil영어)에 윤활에 적합한 첨가제를 추가한 제품이다. 기유는 광유가 주로 사용되었으나, 최근 화학 합성유 제품도 있다. 첨가제로는 산화 방지제, 유동점 강하제, 극압제, 마찰 조정제, 방청제, 소포제 등이 있으며, 점도 지수 향상제가 추가되기도 한다[7]。 과거 납계 첨가제[8], 향유고래 유래 고래 기름 등이 사용되었으나, 환경 보호, 상업 포경 금지로 화학 합성 성분으로 대체되었다[9]。
프로펠러 샤프트에서 차축으로 동력 전달 시 사용되는 하이포이드 기어는 높은 접촉 면압과 미끄러짐 때문에 일반 기어 오일로는 유막이 끊어져 소착될 수 있다[10]。 하이포이드 기어 오일은 극압 첨가제를 첨가하여 대응한다[10]。 극압 첨가제는 황, 염소, 인 등 화합물로, 고온 고압에서 톱니바퀴 표면 금속과 화학 반응하여 피막을 형성, 마모/소착/융착을 방지한다[11]。
기어 오일 교환 시 차체/변속기 제조사 지정 점도, GL 규격 준수가 권장된다. (LSD) 장착 시 LSD 대응 명시된 제품 사용이 권장된다. LSD는 형식마다 고유 마찰 조정제를 요구하기 때문이다. 하이포이드 기어 오일/LSD 오일 대부분은 황 포함 첨가제로 썩은 달걀 냄새가 나므로 취급 시 보호구 착용이 권장된다[9]。
참조
[1]
간행물
Lubricating Oil Additives and the Environment — an Overview
[2]
백과사전
Lubricants, 2. Components
Wiley-VCH
[3]
문서
API Categories GL-1, GL-2, GL-3 and GL-6 were declared inactive by SAE Technical Committee 3 in 1995, even though oils may be marketed with these designations. Similarly, ASTM does not plan to maintain the performance tests associated with these categories, as in a number of cases these tests can no longer be run because parts or test installations are not available.
[4]
문서
農業機械、建設機械のみならず、定置式の装置や設備も含まれる。
[5]
문서
オートバイ、自動車、鉄道車両、船|船舶、航空機。
[6]
문서
例えば自動車では、副変速機やトランスアクスルを含むトランスミッション、トランスファー、差動装置|デファレンシャルなど。
[7]
웹사이트
添加剤の種類と使用目的
http://www.juntsu.co[...]
株式会社潤滑通信社
2011-08-22
[8]
문서
The Difference between GL-4 and GL-5 Gear Oils
http://www.widman.bi[...]
2016-01
[9]
웹사이트
Six steps to changing differential fluid
https://mobiloil.com[...]
mobiloil.com
[10]
서적
大車輪
三栄書房
[11]
웹사이트
極圧添加剤とは
http://www.juntsu.co[...]
株式会社潤滑通信社
2011-08-22
[12]
문서
Lubricant Service Designations for Automotive Manual Transmissions, Manual Transaxles, and Axles
http://www.api.org/~[...]
API規格
2013-04
[13]
웹사이트
BP オイルQ&A
http://www.bp-oil.co[...]
[14]
웹사이트
Redline MT-90 75W90 GL-4 Gearoil
https://www.redlineo[...]
[15]
웹사이트
CHEVRON GEAR OIL GL-1 SAE 90, 140
https://cglapps.chev[...]
[16]
웹사이트
API Gear Oil Specifications
http://www.oilspecif[...]
oilspecifications.org
[17]
웹사이트
石油便覧 第5編 第2章 第2節 自動車用潤滑油
http://www.noe.jx-gr[...]
[18]
웹사이트
Axle Oil Performance: Assuring that gear oils are up to the challenge
https://www.lubrizol[...]
lubrizol.com
[19]
웹사이트
Axle Oil Specifications: from API GL-1 to Today
https://www.lubrizol[...]
lubrizol.com
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