자동차 주행 후 배기관에서 나는 금속성 소음, 대체 무엇일까요?

배기관에서 독특한 금속성 소음을 들어본 적이 있나요? 많은 분들은 잊으셨겠지만, 다른 분들은 그 배기관의 작은 소리에 대해 아마 계속 고민하고 계실 겁니다. 브레이크 소음이나 냉각 및 환기 시스템의 소리를 말하는 것이 아닙니다. 엔진룸이나 차량 하부에서 들리는 것처럼 느껴지는 작은 금속성 “똑똑” 소리를 말하는 것입니다.

이 금속성 소리는 차량을 본격적으로 몰아 엔진이 가장 뜨거워지고, 기계 부품과 나머지 구성품이 더 많은 일을 하며 더 오랜 시간 작동했을 때 발생합니다. 특히 가솔린 차량, 그중에서도 고성능 차량에서 주로 들리는 이 금속성 소음은 열팽창과 정지 마찰의 결과로 생깁니다.

배기관에서 나는 금속성 소음이요? 걱정하지 마세요…

아시다시피 모든 재료에는 열팽창 계수가 있습니다. 작동 중에는 엔진의 내부 연소나 마찰 자체로 인해 많은 부품이 주변 온도보다 높이 가열됩니다. 재료의 종류에 따라 가열되는 방식도 다릅니다. 열이 식으면 팽창했던 부분이 냉각되어 원래 모양으로 돌아갑니다. 각 부품마다 온도가 다르기 때문에 서로 다른 온도로 식게 됩니다.

이러한 금속성 소리는 정지 마찰 또는 동적 마찰에서 발생합니다. “서로 연결된 두 부품은 힘이 충분히 가해져 미끄러질 때까지 정지 마찰에 의해 제자리에 ‘달라붙는’ 경향이 있습니다.” 서로 연결된 두 부품이 서로 다른 속도로 수축하면 그 사이에 일정한 전단력이 생깁니다. “이 전단력이 점차 쌓여 둘 사이의 정지 마찰을 넘어서면 미끄러짐이 발생합니다. 이 미끄러짐은 동적 마찰이 전단력을 넘어설 때까지 계속되며, 그 시점에 다시 ‘달라붙습니다’.”

‘똑딱’ 하는 소리 하나하나는 두 부품이 서로 떨어질 때 발생합니다. 시동을 껐을 때 들리는 이 금속성 소리는 일부 부품이 팽창했다가 식으면서 수축하는 열적 차이와 일부 부품의 냉각 때문입니다. 이러한 소리는 외부 온도나 습도 같은 요인에 따라 더 또렷하게 또는 덜 또렷하게 들릴 수 있습니다.