디젤 엔진

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단기통 디젤 엔진[1] (Single Cylinder Diesel Engine)	자동차용 디젤 엔진[2]	선박용 디젤 엔진 (MAN B&W 5S50MC)[3]
선박용 7기통 디젤 주 기관 (MAN B&W 7S60MC-C)	가장 큰 엔진 중 하나인 RTA96-C[4]	트랙터용 디젤 엔진[5]

1. 개요

2. 작동 원리

2.1. 정압 사이클

2.2. 복합 사이클

3. 역사

4. 종류

• 직분사식: 인젝터가 실린더 내의 압축공기로 직접 연료를 분사하며 태우는 방식. 연료를 비교적 고압으로 미세하게 분사하기 때문에 연소효율이 좋고, 열효율 손실이 없어 출력과 연비가 좋고 카본 미세먼지가 비교적 적다는 장점이 있지만 정밀가공이 필수적인 인젝터가 비싸고, 인젝터가 폭발압과 카본샤워를 그대로 받기 때문에 수명이 짧고, 연료의 품질과 주입량을 매우 가린다는 단점이 있다. 또한 엔진의 진동과 소음과 질소산화물 발생이 많다.
• 예연소실식: 실린더 위쪽에 별실을 만들고 그곳에 인젝터를 설치해 간접적으로 연료를 분사해 플러그로 가열산화시키는 방식으로, 연료 품질을 가리지 않고 압력변화가 완만해 기계에 가해지는 부담이 적으며 인젝터 수명이 매우 길다는 장점이 있었다. 분사압력이 낮으니까 연료가 좀 불순해도 잘 분사되고, 플러그가 가열을 시키니까 세탄가가 낮아서 산화점이 높아도 연소가 잘 되는 것. 물론 예연소실을 통한 열과 압력의 손실이 있어 연비와 출력이 매우 낮고 무엇보다도 날씨가 추워서 플러그가 차가울 때는 시동성이 매우 나빴지만, 기계적 소모가 매우 적다보니 수명 하나만큼은 길고, 총 유지비가 적게 들었다. 예전 벤츠 OM60X 엔진의 전설적인 100만 km 무보링 기록도 이렇게 이룩한 것이다. 하지만 카본 미세먼지에 대한 환경 규제는 결국 극복하지 못해서 현재 신차에는 쓰이지 않는다.
• 와류실식: 별실에 공기를 회오리치게 유도하고 그곳에 연료를 분사하며 태우는 방식으로, 제한된 펌프 압력으로도 연료 분산도와 연소속도를 높여 디젤 엔진의 약점인 RPM이 증강된다는 장점이 있었다. 단점은 예연소실식과 비슷했다.

5. 장점

• 안전성: 경유는 인화성이 낮아서 심지 없이는 불이 붙지 않으며, 설령 불이 붙어도 폭발하지 않는다. 등유 기반 항공유도 심지 없이는 불이 안 붙는데, 그보다 무거운 경유야 오죽할까? 애초에 디젤 엔진 자체가 원래 불이 잘 안 붙는 종류의 기름들을 어떻게든 연료로 써보려고 만들어진 것이다. 그러므로 대개는 사고가 나도 연료누출로 인한 화재가 없다.(비록 경유가 질산 암모늄의 폭발력을 증폭시키기 때문에 비료운반차량은 조심할 필요가 있지만) 교통사고에서 화재와 폭발로 인한 추가 인명피해가 적지 않음을 생각하면, 이는 가솔린 엔진이나 전기차용 모터에 비해 디젤 엔진이 가지는 가장 큰 장점이다. 이 때문에 디젤 엔진이 최신 환경규제에 맥을 못추는 와중에 아직도 패밀리카로서는 꾸준히 수요가 있는 편이다. 그리고 일부 국빈 의전용 리무진에도 피격에 유폭하지 않도록 디젤 엔진을 탑재한다. 대표적으로 미국 대통령이 타는 캐딜락 프레지덴셜 리무진이 있는데, 대형 승용차도 닥치고 가솔린을 고수하는 미국조차도 경호 1순위인 대통령 의전차량만큼은 안전을 최우선으로 고려하기 때문에 상세 사양이 알려지지 않은 디젤 엔진을 사용한다.[11]

• 노킹 없음 : 가솔린 엔진의 영원한 고질병인 노킹이 없다. 가솔린 엔진은 실린더 내부 혼합기의 플러그 외 동시점화가 조금이라도 발생하면 치명적이지만, 디젤 엔진은 원래 연료가 주입되면서 그대로 자연연소 해버리므로 가솔린 엔진의 노킹 같은 개념이 없고, 따라서 이론상 압축비와 과급압을 얼마든지 올릴 수 있으며 올리는 대로 출력이 오른다! 대체로 최대 14.7:1의 이론 공연비에서 벗어나기 힘든[12][13] 가솔린 엔진과는 달리 공연비 범위에 제약을 받지 않는다. 때문에 디젤 엔진의 최소 공연비는 가솔린 엔진의 2배가 넘는 30:1부터 시작하며, 심지어는 최대 70:1까지의 공연비도 찍을 수 있을 정도이고 작동 가능한 공연비 범위가 넓어서 같은 연료분사량에서도 공기를 과급하여 보다 높은 압축비에 도달할 수 있기 때문에 위의 P-v 선도에서의 P점을 높이면서 높은 열효율을 찍을 수 있다. 때문에 가솔린 엔진으로는 꿈도 못꿀 쿼드터보를 달 수도 있다.

• 연료 보편성: 특별히 승차감이나 가속력에 중점을 둔 고급 차량의 가솔린 엔진은 그만큼 노킹 발생률이 높으므로 엔진에 따라서는 옥탄가가 높고 비싼 고급유만 먹여야하는 엔진이 있지만 디젤 엔진은 아무리 고급 차량인들 노킹 개념이 없으므로 별도의 고급 연료라는 개념이 없다. 특히 고급차여도 가솔린이면 고급유 권장이라 써있는 물건이 같은 차량에 디젤 엔진이 들어갔다고 경유만 써있는거 보면 체감이 확 된다.[14] 최근에야 커먼레일 고압펌프의 윤활 문제 때문에 계절 별로 점도를 조정한 표준 경유 여부가 중요해졌지, 그것만 아니라면 원래 등유나 콩기름으로도 잘만 굴러가는 게 디젤 엔진이었다. 선박용 디젤 엔진은 대놓고 질 낮은 경유인 벙커C유를 쓰고 있다.

• 배기온 낮음: 디젤은 가솔린보다 연소온도가 낮고 따라서 배기온도 낮다. 따라서 배기압을 과급압으로 전환하는 터보차저와 조합하기가 용이하며, 이는 노킹 위험으로 인한 과급압 제약이 없다는 특성과 강한 시너지 효과를 낸다.

• 고중량 내성/험지돌파력: RPM이 잘 오르지 않아 가벼운 차량을 빠르게 끝까지 가속시키지는 못하지만, 무거워진 차량을 가속해야할 때는 무거워진데 비해 가속력의 감소가 적다. 때문에 오프로드 차량과 대형 수송/운송차량은 물론 무게가 수십톤씩 나가는 건설용 중장비와 더불어 군용 전차와 장갑차도 일단 디젤 엔진을 쓰는 것이 상식이다. 디젤 엔진의 소음 및 진동제어가 미비하던 1950년대까지 어쩔 수 없이 가솔린 엔진을 적용했던 중전차들은 하나같이 과열과 저연비 같은 고질적인 문제에 시달렸었는데 신형 디젤 엔진이 적용되고 나서 숨통이 틔였다. 한국에서는 이런 특성이 악용되어서 운송업계의 고질적인 과적문제를 일으키고 있을 정도. 또한 평지에서의 가속이야 당연히 가솔린 엔진이나 전기 모터만 못하지만 오르막길에서의 가속성은 특히 다단 터보 디젤 엔진을 절대로 따를 수없다. 지평선까지 곧게 펼쳐진 고속도로에 익숙한 서구와 달리 한국은 오르막길이 많기 때문에 다단 터보 디젤엔진이 활약할 수있는 경우가 많고, 소위 언덕 아래에서 언덕 위까지 토크로 쭉 밀어주는 쾌감 때문에 디젤 차량을 애용하는 차주도 적지 않다.

• 정속성: RPM의 요동이 적고 일정 RPM을 오랫동안 유지할 수있기 때문에 대형 발전기의 구동이나 대형 선박의 추진에 적합하다.

• 연비 높음: 디젤 자동차를 선택하는 가장 큰 이유이다. 이 분야 최고봉인 엑디수 같은 물건은 말할 필요도 없고, 대형 상용차가 연비가 3-5km/l 안밖이지만 가솔린이면 그거보다 더 적게 나올지도 모른다. 디젤 엔진의 실용영역 열효율은 가솔린 엔진보다 좋고 그에 따라 연비도 더 높다. 다만 이러한 높은 연비에는 연료인 경유의 밀도가 휘발유 대비 높아서 그만큼 리터당 에너지 밀도가 높아져 리터 기준 연비로 환산할 경우 밀도만큼의 이득을 보는 부분이 포함되는 점도 있다. 물론 기술이 점차 발전해 이제 가솔린 엔진도 열효율이 대체로 40%까지 찍힌다고는 하지만, 어쨌든 가솔린 엔진은 연소반응을 이용한 것이어서 연료를 너무 적거나 옅게 넣으면 점화에 실패하는 반면 디젤 엔진은 흡기의 산소만 충분하면 연료를 얼마를 주입하던 산화하여 유효압력을 생성하기 때문에 연료를 활용하는 효율이 높을 수밖에 없다. 또한 같은 힘을 내려면 더 많은 회전수와 스로틀 개방이 필요한 가솔린 엔진은 열효율이 높으면서 낮은 회전수로도 강력한 토크가 나오는 디젤 엔진에 비해 정속 주행 연비는 따라잡을지 몰라도 무게가 많이 실릴수록, 더 큰 토크가 필요할수록 연비 하락폭이 더 심하기 때문이다. 대형 상용차 부분에서 여전히 디젤이 강세인 이유이기도 하다.

• 실린더 체적 제한 없음: 실린더 체적의 제약이 없다. 가솔린엔진은 점화플러그 근처의 혼합기부터 전기불꽃을 당겨 점화시키고 나머지 부분은 연쇄반응시키는 구조이므로 실린더 체적이 커지면 점화플러그에서 먼 곳에 있는 혼합기는 점화 타이밍이 늘어져버려서 역노킹이 발생하므로[15] 그로 인해 실린더 1개당 낼 수 있는 출력이 제한되어 고출력 대형 가솔린 엔진을 제작하려면 실린더 수를 늘리거나 실린더당 점화플러그 개수를 늘리는 것 밖엔 방법이 없고 그에 따라 설계가 비약적으로 복잡해지는 문제가 있다.[16] 하지만 디젤 엔진은 최대 압축 시점에 연료를 주입하기만 하면 자연 연소되므로 딜레이 문제가 없으며 대형엔진을 만들려면 그냥 실린더를 크게 만들면 된다. 이 결정적인 차이 때문에 가솔린 엔진은 주로 승용 엔진으로 머물렀지만 디젤 엔진은 초소형 엔진에서부터 실린더 직경만 1미터에 달하는 선박용 초대형 엔진까지 제작할 수 있게 된 것.

• 연료로 하는 경유의 가격이 거의 모든 나라에서 대체로 휘발유에 비해 저렴하다.[17] 이는 주로 자가용 차량 주행용으로만 사용되는 휘발유와 달리 경유는 주로 업무용 중대형 차량 주행용이나 산업용 유종으로 많이 쓰이는지라 각국에서 정책적으로 경유에 대한 유류세 감면 혜택을 주기 때문이다. 한국의 주유소를 보면 경유의 가격은 휘발유보다 최소 100원 이상 싸다. 사실 경유의 공장도가격 기준의 국제시세는 오히려 운송용 이외의 높은 수요와 정유 시 특성 등으로 인해 휘발유에 비해 약간 높게 책정되는 경우가 대부분이다. 하지만 상술한 바와 같이 세금을 적게 붙이기 때문에 2024년 1월 한국 기준으로 경유는 휘발유에 비해 약 100원 정도 저렴하다.

• 2행정 엔진으로 만들어도 미연소 혼합기를 뱉어내지 않으며, 따라서 가솔린 2행정 기관보다 연비가 좋고 환경오염이 덜하다. 하지만 2행정 디젤기관이 많이 쓰이는 선박들이 검은 연기를 뿜어대는 것은 애초에 차량용으로 개발된 매연포집 및 억제 기술들의 근간이 되는 CRDi나 DPF 등이 비교적 최근에 실용화된 것들이라서 아직 선박용 초대형 디젤 엔진에까지 고루 적용되는 데에 시간이 걸리기 때문. 그 외에도 선박용 디젤 엔진들은 차량용의 초저유황경유가 아닌 기존의 고유황경유 내지는 중유 계열의 벙커C유 등 저급 연료를 사용하기 때문이다.

5.1. 극소출력 엔진

6. 단점

• 불쾌한 소음과 진동: 가솔린 엔진이나 LPG 엔진의 실린더 내에서 일어나는 폭발이 격렬한 반응이라고는 하지만, 폭발 또한 연소이고 연쇄반응이므로 점화 플러그에서 가까운 혼합기와 점화플러그에서 먼 혼합기는 착화시점의 차이가 있기 때문에 오히려 상대적으로 압력의 변화가 길고 점진적인 반면 디젤 엔진은 그냥 주입된 연료가 즉시 산화하기 때문에 폭발보다 더 격렬한 압력의 변화를 만들어내게 되므로 소음이 클 수밖에 없다. 즉 노킹 걱정이 전혀 없는 대신 노킹의 수준의 소음이 항시 발생하는 셈이다. 또한 격심한 실린더 내압의 변화를 버티기 위해 피스톤과 커넥팅로드도 두껍고 무겁게 만들어지므로 고질량체의 왕복운동에 의한 진동이 크다. 이러한 소음과 진동이 실내로 유입되는 것은 흡음재를 도배하고 좋은 엔진 마운트를 쓰면 어느 정도 막을 수 있지만, 차 밖으로 모양 빠지게 털털거리는 소음이 나는 것까지는 막을 방법이 없어[19] 일반인들의 디젤 엔진에 대한 인식을 악화시키는 데에 일조하고 있다. 특히 고급 럭셔리 차량에서 이런 소음이 발생하면 해당 차량과 제조사의 이미지가 박살나기 때문에 최근 연식으로 갈수록 고급 차량에서는 디젤 엔진이 빠르게 퇴출되어 가고 있다.

• 무겁고 큼: 실린더 내압의 요동을 견뎌야 하기 때문에 모든 부품이 전반적으로 두껍고 크게 만들어질 수밖에 없다. 심지어 몇몇 기업에서는 가솔린 자동차 엔진에서 퇴출된 주철도 쓰인다. 게다가 갈수록 강화되는 환경규제로 인해 터보차저 장착도 기본이 되어 버렸다. 즉 2.4리터 직렬 4기통 가솔린 엔진까지 수용할 수 있는 엔진룸에 디젤 엔진을 넣으면 1.6리터 직렬 4기통까지밖에 안 들어가는 상황이 벌어질 수도 있다. 게다가 승용차에 장착할 경우 무게 균형을 맞추기가 매우 어렵다.

• 매연 많음: 경유는 구성성분의 분자량이 크고 탄소결합량이 많다. 그말인 즉슨, 연소과정에서 일부 탄소가 산소를 미처 만나지 못하여 미연소 상태로 결정화될 확률이 높다는 것이다. 압력요동 없이 경유를 최대한 완전연소시키는 난로나 보일러조차도 그을음의 발생을 피할 길이 없는데 인화성이 없는 경유를 강제로 산화시키는 디젤 엔진은 당연히 시커먼 매연의 주성분인 분진형 그을음 발생이 엄청나다. 이 때문에 블로바이 가스를 통해 유입되는 그을음이 엔진오일에 대량으로 섞이기 때문에 엔진오일의 수명을 현격히 줄이는 한편, 신규 환경규제 하에서는 아예 배기가스의 그을음 분진을 따로 포집해서 일정주기로 불을 붙여 태워내는 장치를 별도로 장착해야 한다. 게다가 추가적으로 터보차저는 어떻게든 잘 타지도 않는 엔진오일을 조금씩 태우면서 작동할 수밖에 없는데다가, 관리가 불량한 터보차저에서 뿜어져 나온 엔진오일이 미처 다 타지 못하고 그을음이 되어 엔진 내부에 떡지고 오염저감장치의 막힘이나 파손을 유발하여 결과적으로 매연 농도가 오히려 유로3 이전의 인젝션 펌프 타입 엔진을 능가하기도 한다.[20] 이러한 이유로 인해 대한민국의 배출가스 등급에 따르면 05년 이전 기준으로 제작된 차량은 5등급[21], 최신 연식도 3등급이 최대이다.[22]

• 유독물질 발생: 탄소 산화율을 높여 그을음 미세먼지를 줄이기 위해 고압축비와 과급압 증가 세팅을 하다보니 작동 과정에서 산화될 필요가 없는 공기 중의 질소까지 산화되어버린다. 그런데 이 산화질소류는 질산의 전구물질로서 생명체에게 굉장히 유독하기 때문에 환경규제로 일정 이상 배출이 금지되어있고, 이 배기가스 내의 질소산화물을 다시 무해한 질소와 산소로 환원시키기 위해 SCR이라는 요소수 분사장치를 별도로 장착해야 하고, 어떻게든 환경규제에 맞춰보려고 아예 배기가스 스캐빈징으로 흡기 내 산소함량을 낮춰 질소산화물을 줄이는 EGR이라는 꼼수성 장치까지 개발되었지만 SCR은 소모재인 요소수를 별도로 보충해야 하고 EGR은 고온의 배기가스를 재순환시키는 특성상 고장이 잦은데다 다른 부품까지 연쇄적으로 고장내기로 아주 악명이 높다. 특히 BMW제 EGR은 자연발화하여 차체를 태워 먹는 것은 물론 옆차들까지 불태우는 것으로 악명이 높아 대한민국에서 지하주차장 입장이 거부되기까지 한 적이 있다. 그럼에도 환경규제 때문에 EGR이라는 장치가 완전히 포기되고 있지 않은 상황이다.

• 최대 출력 및 RPM이 낮음: 구동 특성상 최대 회전수의 한계가 뚜렷하여 토크 대비 출력[23]이 가솔린 엔진에 비해 낮다. 원래 연소성이 한참 떨어지는 유종을 가지고 억지로 만든 엔진이다보니 CRDi 무화 방식 도입 이전의 플런저 펌프 주입으로는 그야말로 그런 저질기름으로 굴러가는 것만 해도 감지덕지하다는 의식을 강요받는 수준의 출력이었다. 오늘날 디젤 자동차가 무조건 터보차저를 달고 나오는 이유이기도 하다.[24] 승용차는 일반적으로 가솔린이든 디젤이든 일정한 최고속력을 목표로 하기 때문에 최대 회전수가 낮은 디젤 엔진은 최종감속비를 낮추어 장착하게 되고, 따라서 높은 토크의 의미는 사실상 없어지게 된다.[25]

• 연료의 순도에 민감함: 커먼레일로 넘어가면서 생긴 문제. 전용의 인젝터를 사용하는 가솔린 GDI 엔진 엔진과 비교해보면 고무로 된 호스와 300bar 정도의 인젝터로도 충분하지만, 디젤은 강철 배관으로 이루어진 커먼레일과 2000bar 수준의 초정밀한 인젝터를 요구한다. 그래서 세탄계 탄화수소 이외의 어떠한 물질도 들어가면 안 된다. 같은 엔진이 최신 기술 적용으로 인해 장단점이 뒤바뀐 사례로서 옛날 플런저 방식 디젤 엔진은 오래된 경유를 넣어도 별 탈이 없었고 심지어 날씨가 엄청나게 추워서 주유해둔 경유가 얼었을때는 보드카를 주입해서 녹이면서 굴리기까지 했을 정도다. 그것도 품질이 낮았던 소련제 엔진으로도![26] 그러나 현대의 CRDi와 DPF 등이 조합된 디젤 엔진은 세탄계 탄화수소가 아닌 물이나 알코올이 들어갔다가는 당장 절단난다. 만약에 CRDi 디젤 엔진에 물이나 알코올이 들어간다면? 엔진은 작살이 나게 돼서 수리비가 폭탄으로 나올 것이다. 재수없으면 연료계통[27]을 완전히 교체해야 할지도 모른다. 최소 500~700 이상으로.[28]

• 연료의 점도에 민감함: 역시 커먼레일로 넘어가면서 생긴 두드러진 문제인데, 더워도 추워도 연료의 점도 변화 때문에 엔진에 문제가 생긴다. 특히 연교차가 심한 한국에서 가장 두드러지는 단점이다. 날씨가 아주 추운 겨울에는 경유가 얼어버리는 일이 발생한다.[29] 일단 여름에 저장해 둔 하절기용 경유라면 파라핀 첨가량이 많아 젤리처럼 통으로 굳어지고, 11월 초부터 3월까지 공급되는 동절기용 경유도 영하 19도가 되면 굳어버린다. 강원도와 경기북부, 경북북부에는 혹한기용 경유가 공급되지만, 하절기유>동절기유>혹한기유 순으로 연비가 줄어든다. 다만 고분자 탄화수소 함량이 적어 연료 밀도가 낮으니 연비가 낮아지는 거지 딱히 운행에 지장을 주는 것도 아니고 대신 카본 발생도 줄어든다. 어찌됐든 이런 특성으로 인해 남부의 차량이 출발 전 가득 주유하고 강원도나 스키장으로 놀러갔다 다음 날 아침에 시동을 못 걸어 고생하는 사태가 자주 발생한다. 경유차량을 운행한다면 스키장이나 강원도 여행을 갈 때는 거기서 주유하고 시동을 끄자. 특히 영하 20도를 넘어서는 한파가 잦은 지역에서는 동절기 경유조차 젤리처럼 얼어버리는 경우가 있어 한파경보라도 예고된다면 경유 동결방지제를 구해서 연료에 첨가하자. 어느 정도 효과를 볼 수 있다. 물론 지하나 실내 주차장에 주차해 얼어붙을 일이 없게 하는 것이 가장 좋지만 불가피하게 야외에 주차할 경우에는 햇볕이 내리쬐는 양지에 주차하면 훨씬 낫다. 응달에 주차하면 차가 말 그대로 얼어붙어버린다. 애초에 겨울철만 되면 얼어서 엔진으로 공급이 안 됨에도 하절기 경유에 파라핀을 첨가하는 이유는, 커먼레일의 작동 메커니즘 자체가 점성 경유가 가진 윤활력에 의존하는 상황에서 하절기에는 연료의 온도가 빨리 오르기 때문에(점도가 떨어지기 때문에) 그냥 경유를 쓰면 주행 중 윤활력이 떨어져 연료계통의 수명이 급락함은 물론 장기적으로 엔진을 망가뜨리기 때문이다. 최악의 경우 겨울에는 하절기용 연료가 얼었을 때 시동을 과다하게 시도하면 연료펌프 쇳가루로 엔진이 박살나고, 여름에는 동절기용 연료가 윤활력을 잃었을 때 주행하면 연료펌프 쇳가루로 엔진이 박살난다.

• 엔진 오일의 점도에 민감함: 터보차저 조합이 보편화되면서 발생한 문제다. 터보차저는 지속적으로 소량 공급되는 엔진 오일에 윤활을 의존하여 작동하는데, 기온이 낮은 날에는 엔진 오일의 온도가 낮고 점도가 높아 엔진오일 공급이 원활하지 않다. 이 상태에서 급가속을 하면 터보차저 구동축 베어링이 점점 갈려버리다 결국 그 틈새로 엔진 오일이 줄줄 새게 되며 이는 터보차저 구동축 고착을 유발하거나 하단에 서술하는 디젤 엔진 폭주 현상의 원인이 될 수 있다. 따라서 겨울에는 예열과 완속 운전을 얼마간 거쳐 엔진 오일 온도를 올리고 점도를 부드럽게 풀어 준 뒤에 본격적인 운행에 들어가야 터보차저의 수명 저하를 최소화할 수 있다. 한국군에서 사용하는 트럭들도 터보차저 도입 초기에 예열을 소홀히 했다가 혹한기 터보차저 파손으로 차량을 말아먹는 사례가 매우 많았다.

• 기밀 유지의 중요성: 가솔린은 전기 스파크로 점화하기 때문에 실린더 내의 압축이 불량해도 점화 자체가 안 되지는 않는다. 하지만 디젤 엔진은 실린더 압력이 누설되면 공기의 온도가 떨어져 산화반응이 일어나지 않는다.

• 또한 압축열에 의한 자연연소에 의존 하는 디젤 엔진 특성상, 차가우면 시동이 가솔린 엔진보다 잘 안 걸리는 것도 문제이나, 엔진이 무거워서 열용량이 큰 탓에 엔진 가열이 늦고 그로 인해 냉각수 가열도 덩달아 늦어져 시동 초기에 히터가 제 역할을 못한다. 최근의 디젤 승용차에는 보조히터가 장착되지만 FFH 같은 연소식 히터를 채택하는 경우도 있으나 이는 난방을 위해 연료를 따로 연소하게 되어 연비가 나빠지고 전기를 사용하는 PTC 방식의 경우에는 성능이 매우 떨어진다.[30]

• 비싼 가격: 상기 서술한 특징들의 콜라보 덕분(?)에 동배기량의 가솔린 엔진에 비해서 가격이 비싸다. 자연흡기식 가솔린 엔진에 비해 엔진 블록 두께도 더 두껍고 커먼레일과 고압 연료펌프, 그리고 터보차저+인터쿨러가 더 붙고 거기에 환경규제를 충족하기 위해 EGR+DPF 등이 또 다시 추가되어 원가가 상승한다. 기본적으로 엔진부에만 추가되는 비용이 이렇고 차량 자체에 추가되는 방진구조까지 포함되면 가격은 더 올라간다. 그리고 최근에는 환경 규제가 빡세지고 요소수 장치까지 추가되어 가격은 매우 높다. 모조리 최신 기술이 집약된 정밀 부품들이라 부품값도 장난 아니다.

• 갑작스런 엔진 폭주의 가능성: 터보차저 파손이나[31] 헤드 가스켓의 노후화 등의 엔진의 노후화[32] 에 의해 실린더 내부로 경유가 혼입된 엔진오일이 유입 될 경우 이것도 같이 연료처럼 착화되어 엔진 RPM이 급작스레 치솟는 문제가 있다. 또한 상황에 따라 키를 돌려 시동을 껐는데 여전히 엔진이 돌아가는 매우 막장인 상황도 나온다.[33] 이때 엔진을 끌 수 있는 방법은 흡기구를 막아 엔진의 공기 공급을 차단[34]하는 방법으로 다른 방법들보다 안전하고 확실하여 주로 쓰이는 방법이다. 하지만 이 방법은 폭주하기 시작한 지 얼마 안 된 시점에서나 시도해 볼 수 있으며, 한창 폭주가 진행된 상황이면 엔진이 언제 터질지 모르는 위험한 상황이고 더군다나 일반적인 운전자들은 이러한 대처 방법을 모르는 경우가 많은데다 다량의 매연과 함께 굉음을 내며 폭주하는 엔진에 선뜻 다가가기란 쉽지 않으므로 대부분 자연스럽게 엔진이 망가져서 멈추길 기다린다. 그래서 디젤 엔진의 경우 엔진오일을 보충하지도 않았는데 엔진오일 양이 늘어나는 경우 차량 점검이 필요하며, 규정 유면 이상으로 엔진 오일을 주유하는것은 이러한 폭주 가능성을 높여버린다. 해외에서도 당연히 사례가 많은지라 구글에 Diesel engine runaway라고 검색하면 관련 칼럼들이 수두룩하게 나오며 자기 혼자 폭주하는 엔진의 사례가 나온다. 때문에 최신 디젤 엔진은 시동을 확실히 끌 목적으로 스로틀 밸브가 공기를 확실히 차단해준다. (덤으로 저부하 영역에서 EGR 제어 시에도 사용된다.)

6.1. 정비 및 유지 보수 관련

• 연비개선과 출력향상을 위해 과급기, 특히 터보차저가 기본으로 달려나오는데 그 자체부터 정비소요가 많을 수밖에 없다.[36] 차량 수명을 줄이는 요소는 결국 발열과 rpm인데 그 뜨거운 배기가스로 20만 rpm짜리 터빈을 돌리는 장치가 정비소요가 적으면 그게 더 이상하다. 그렇다고 제트엔진처럼 티타늄으로 만들면 수지타산이 안 맞고... 게다가 이제는 배기온이 더 뜨겁다. 열이 엄청나기 때문에 일반적인 순환식 윤활은 하지도 못하고 결국 엔진오일을 조금씩 끌어와서 뿜어서 소모하면서 작동하는 구조인데 난폭운전+혹서기 고온+관리부실 조합이면 터보차저가 오일을 뿜다못해 게워내면서 고무호스를 녹이고 카본 찌꺼기 폭탄으로 엔진과 DPF까지 해먹는 지경에 이른다. 그래서 디젤, 특히 수입산 디젤을 타려면 오일 누출이 없는지 정도는 자가점검할 수 있어야 하고 각종 소모품 교환은 칼같이 해야 하고 무엇보다 소음과 진동에 민감해서 조금만 이상해도 빨리 정비소에 맡길 수 있어야 한다.

• 연료 라인이 엄청나게 민감하다. 초고압 미세분사가 대세라서 280~1300 bar짜리 고압펌프에 강철배관으로 연료를 쏘는데, 초고압인 만큼 작동 시 고열이 발생하기 때문에 윤활과 냉각을 연료탱크에서 끌어온 연료를 순환하여 한꺼번에 처리한다. 즉 잔여연료가 적을수록 냉각이 안 되고, 냉각이 안 될수록 윤활이 안 되기 때문에 그냥 적당히 연료부족 뜨기 전에 주유하는 정도도 차량 수명에 악영향을 미친다. 그렇게 타면 결국 윤활 부족으로 펌프가 갈려 쇳조각이 생기고 쇳조각이 인젝터로 들어가 분사구를 막거나 찢으면 그날로 엔진은 볼장 다 본다. 게다가 여유롭게 연료를 반 이상 채우고 다닌다 하더라도 혹한기 결로로 맺힌 수분이 펌프에 들어가도 역시 펌프가 갈린다. 따라서 연비는 좋은데 주유소는 더 자주 들러야 하는 아이러니에 처한다. 연료 필터 상시교체야 당연한 거고... 이게 귀찮다고? 디젤 연료계통은 한번 터지면 터보나 엔진 본체만큼이나 수리비 폭탄이 나온다.[37]

• 배출가스 규제의 강화로 인해 대한민국에서 판매되는 모든 디젤 엔진에는 요소수를 활용한 환원 시스템을 넣기 시작했는데, 이 요소수도 기름 정도는 아니지만 은근히 돈이 들어간다. 2018년 기준 리터(ℓ)당 싸게는 1,100원 정도하며 소모량은 보통 경유 100리터당 4리터(경유 1ℓ 당 0.04ℓ) 정도 수준, 연비 16km/ℓ 연간 2만 km를 탄다고 했을 때 연간 약 5만~6만 원이 넘는 금액이 들어간다. 참고로 SCR 달린 차들은 요소수가 없으면 출력이 상당히 낮아지거나 아예 시동이 걸리지 않도록 프로그램을 설정해놨다. 게다가 2021년 10월 경부터 요소수가 품귀현상이 일어남으로 인해 디젤차량 차주들이 곤경에 처하기까지 했다. 자세한 내용은 2021년 요소수 대란 참고.

• 보조 장치의 정비소요를 제외하고도, 최신 승용차용 디젤 엔진은 연비와 출력이 향상된 만큼 열과 압력의 편차가 더 증가했다. 더 많은 열과 압력은 고무와 플라스틱과 베어링 구리스와 접합재를 더 빨리 열화시킨다. 그렇다면 구식 자연흡기 플런저 디젤 엔진 차량이나 가솔린 엔진 차량에 비해서 유지비용이 지극히 많이 깨질 것은 불을 보듯 뻔하다. 예방 정비를 게을리하거나 할 줄 몰라 누유/누수에 엔진, 터보, 혹은 ECU를 먹히고 사설 정비소에 입고되어 수백만 원의 수리비 폭탄을 맞는 경우도 다반사다.[38] 그래서 고가 디젤 승용차는 돈뿐만 아니라 운전기술과 차량 관련 지식을 종합해 갖춘 능력자가 타야 맞는다는 것이다.

• EGR 장착 차량이 늘어 EGR과 흡기 라인의 카본 퇴적이 문제가 되고 있다. 카본 퇴적은 디젤 차량의 고질병이며 특히 EGR은 2018년 여름 BMW 연속 화재 사건의 주범으로 지목받고 있는데, 화재뿐만 아니라 출력 저하와 오염물질 배출에 영향을 주기 때문에 주기적인 관리가 필수이다.
• DPF와 SCR을 비롯한 배출가스저감장치가 막히거나 녹아서 고장날 수도 있다. 겉보기에는 그냥 배기라인에 통 하나 추가된 정도지만 나가는 매연 전부를 통 하나로 필터링하는 막중한 임무를 맡는지라 상당히 비싼 부품인데다가 엔진오일도 전용 오일을 주입해야 하므로 교환비용이 더 비싸다. 그나마 정말 막장으로 타고다니는 게 아니라면 쉽게 고장나지도 않을 뿐더러 법적으로 7년 또는 12만km 동안 무상수리 대상이긴 하나, 자동차 회사에서는 적산거리 20 ~ 25만 km 정도에는 교환을 권고한다고 차량 사용 설명서에 써두고 있다. 즉, 수명이 좀 긴 소모품인 셈.[39][40]

6.1.1. 관리 요령

• 연료탱크 항상 만충: 연료펌프 과열 및 결로방지
• 오일과 필터는 반드시 정품 혹은 비품이어도 완성차 제작사에 납품하는 제품으로만, 공식 지침상 키로수의 최대 1/3를 넘지 않게 교체. 한국 주행 여건은 대부분 가혹 조건에 해당.[49]
• 터보차저 풀 가동 전 오일 예열 순환 필수: 윤활이 충분치 않은 상태에서 고회전은 마멸과 유격을 야기하므로 본격적인 가동 전에 유온을 충분히 올려주어야 한다.
• 터보차저 풀 가동 후 시동 끄기 전 후열 필수: 마찰열이 누적된 상태로 방치된 윤활부는 열화하여 차회 운전 시 마멸과 유격을 야기한다.
• 정기적으로 1시간 이상 고속도로 정속주행 및 고속주행 개시 30분 내로 시동 끌 때 후열 필수: 포집된 탄소미세먼지를 태워서 날리는 DPF 후연소 작업은 공랭문제 때문에 장시간 고속주행 시에 이루어지고, 이를 게을리하면 결국 DPF가 막혀서 고장난다. 또한 어중간하게 DPF 후연소 와중에 바로 시동을 끄고 정차하면 냉각없이 잔여물이 연소된 DPF가 과열되어 녹거나 터질 수 있다.
• 승차감/소음 변동 감지 시 자체 점검 필수
• 주입재 누설 혹은 이상 소모 발생시 즉시 입고 필수: 누설을 방치하면 배선을 타고 사방으로 흘러서 호스를 녹이거나 전장배선의 접촉불량이나 단선을 유발하기도 한다.
• 배기가스가 투명색 이외의 색상(흑색, 회색, 백색)으로 나올시 즉시 점검 및 정비: 습하거나 매우 추울 때에 수증기가 뿜어져나오는 것은 정상이나, 상온의 건조한 날씨에서 회색이나 백색 매연이 보인다면 더 이상 운행하기에 위험한 상태일 가능성이 높다[50]
• 점검 중 누설 발견 시 즉시 입고 필수
• 고가 수입차의 경우 전문으로 정비하는 업체 근처 거주 필수
  

7. 기타

7.1. 스포츠카용 엔진

7.2. 항공기용 엔진

8. 관련 문서

• 경유
• 철도 관련 정보
• 가솔린 엔진
• 선박 관련 정보
• 자동차 관련 정보
• 디젤게이트

9. 둘러보기