엔진오일은 엔진 내부에서 윤활, 청정분산, 밀봉, 방청, 냉각, 압력완충, 기포생성 방지 등의 많은 일을 한다. 윤활은 엔진의 각 운동부위에 유막을 형성해 금속끼리의 마찰을 최소화시키는 것이고, 청정분산은 불순물과 수분을 세정하는 일이다. 밀봉으로 압축, 연소 때 고압가스가 새는 것을 막고, 방청으로 엔진내부의 표면이 부식되지 않게 한다. 냉각은 말 그대로 엔진열을 식히는 것이고, 압력완충은 윤활막으로 압력을 감소시키는 것이다. 또 엔진이 회전할 때 오일에 생기는 기포를 막아준다.

엔진오일은 성질에 따라 광유, 반합성유, 합성유로 나눈다. 광유는 원유를 정제한 뒤 감압, 증류 등 여러 번의 정제과정을 거쳐 만든다. 반면 합성유는 광유를 정제한 후 나오는 에틸렌(동물계, 식물계에서도 나옴)으로 만드는 화합물이다. 합성유는 또 PAO계와 에스테르계로 나뉘는데 에스테르계는 반응성이 좋지 않아 보통 둘을 섞어 쓴다. 반합성유는 광유와 합성유를 섞은 것을 말한다.

합성유는 광유보다 수명이 길고 시동성이 좋으며 연비향상에 도움이 된다. 또 고온에서 열 분산이 잘되어 오일의 고유특성을 오래 유지하지만 광유보다 값이 3∼4배나 비싸다. 합성유가 새차에 좋지 않다는 말은 근거가 없는 것으로 포르쉐, 페라리 등 고성능차는 출고 때부터 합성유를 넣고 있다.

한편 경주차 엔진에 쓰는 오일은 기본적으로 승용차용과 크게 다르지 않다. 승용차용 오일은 날씨와 계절에 따른 온도 차이, 주행방식, 경제성 등 다양한 조건을 고려해 만들지만 경주용은 조건이 단순한 대신 가혹한 조건을 이겨내야 한다.

경주차는 최고의 엔진회전(rpm)으로 달리도록 만들어진다. F1 엔진은 최고 회전수가 1만8,000rpm 이상인 것으로 알려져 있다. 일반차의 엔진이 6,000∼7,000rpm에서 레드존이 시작되는 점을 감안하면 엄청난 회전수다. 따라서 엔진오일은 도로용에 비해 아주 높은 온도에 노출된다.

이에 대응하기 위해 경주차의 엔진오일은 점도가 높은 고품질 합성유를 쓴다. 요즘은 경주용에 버금가는 튜닝카와 고성능 모델이 늘어나고 있다. 또 스포츠 주행을 즐기는 드라이버 중에는 고성능 지향의 오일을 선택하는 경우가 많다. 과거 경주차의 오일은 단일 점도지수 50인 제품이 많이 쓰였지만 현재는 다급점도 오일이 사용되고 있다. 종류도 헤아릴 수 없을 정도로 많다.

레이싱 오일의 점도지수를 선택할 때는 엔진에 쓰이는 연료가 휘발유(F1, WRC, 투어링카 등), 메탄올(CART 등), 알콜(드래그레이스 경주차 등) 중 어느 것인지, 자연흡기, 터보차저, 수퍼차저 방식인지, 레이스 진행 시간, 오일 교환주기 등을 살핀다.

일례로 진행시간에서는 르망 24시간처럼 장시간의 내구레이스에서 몇 초 만에 끝나는 드래그레이스에 맞는 제품 등 다양한 엔진오일이 생산된다. F1 그랑프리는 보통 1시간 30분∼2시간 정도 경기가 지속되고 국내 레이스는 30분 정도 뛴다. 월드랠리챔피언십(WRC)은 3일 동안 1,000∼3,000km를 달려야 한다. WRC의 경우 아이스랠리가 펼쳐지는 혹한기용 엔진오일도 필요하다.

레이싱 오일은 첨가제의 성분과 비율이 일반 엔진오일과 다르다. 또 같은 오일이라도 F1이나 WRC, 챔피언십 오토 레이싱 팀즈(CART) 등 각각의 경기에서 최고의 성능을 발휘하도록 만들어진다. 레이싱 타이어의 컴파운드 성분과 비율이 메이커마다 다르듯이 레이싱 오일도 메이커에 따라 성분과 첨가제의 비율이 달라진다.

한편 자동차경주의 최고봉 F1 머신에 쓰는 제품을 일반 승용차에 사용할 수 있다. 하지만 일반도로에서 사용할 때 별다른 장점이 없고 높은 점성으로 인해 오히려 엔진에 무리를 줄 수도 있다. 당연히 가격은 일반제품보다 몇 배가 높다.

엔진의 오일 공급장치를 이루는 요소는 오일팬, 펌프 스트레이너, 오일펌프, 오일필터 등으로 나눌 수 있다. 오일팬은 엔진오일 용기로 보면 된다. 팬 내부의 오일 저장공간을 섬프라고 한다. 급제동이나 코너링으로 섬프의 오일이 한쪽으로 쏠리는 현상을 방지하기 위해 경주차를 만들 때 격벽을 두기도 한다. 오일교환 때는 드레인 플러그를 뽑아 이곳에 모여 있는 오일을 빼 낸다.

펌프 스트레이너는 섬프내의 오일을 펌프와 연결해 주는 관이다. 끝에 스크린이 있어 큰 불순물을 여과한다. 오일펌프는 압력을 만들어 스트레이너를 통해 빨아올린 오일을 윤활부로 운반하는 일을 한다. 구조에 따라 기어(gear)식, 로터리(rotary)식, 플런저(plunger)식, 베인(vane)식이 있다. 오일필터는 오일의 기능을 떨어뜨리는 수분, 카본, 금속분말, 슬러지 등을 거르는 일을 한다.

오일 전송방식은 예전에는 오일팬에 담긴 오일을 커넥팅로드의 오일디퍼(oil dipper)가 쳐 올려 마찰부위에 뿌리는 비산식을 썼다. 구조가 간단한 대신 오일을 골고루 공급하지 못하는 단점이 있다.

요즘은 비산식과 압송식을 합친 비산 압송식을 일반 엔진에 주로 쓰고 있다. 크랭크축과 캠축 베어링, 밸브 기구 등에는 압송식, 실린더 벽, 피스톤 링과 핀 등에는 커넥팅 로드에 뿌려지는 오일로 윤활한다. 완전 압송식에 비해 효율은 떨어지지만 경제적이다.

경주용으로 개발된 엔진에 쓰이는 완전 압송식 윤활시스템은 오일팬에 모인 오일을 유압펌프를 이용하여 필요한 부분에 보내 강제적으로 윤활하는 방법이다. 효율이 좋아 높은 회전수를 쓰는 경주용 엔진에 적합하다. 양산엔진을 튜닝해서 레이스를 할 경우 드라이섬프 방식으로 전환하면 오일팬이 얇아지고 예전처럼 오일이 많이 고이지 않으므로 비산식을 쓰던 엔진이라도 그 기능은 제거되고 압송식으로만 엔진윤활을 하게 된다.

엔진 전체 오일 순환방식은 웨트섬프(wet sump)와 드라이섬프(dry sump)식으로 구분한다. 웨트섬프는 일반차의 엔진에 주로 쓰이며 스트레이너를 통해 오일팬에 고인 오일을 오일펌프로 빨아 올려 엔진 블록에 있는 오일공급 구멍을 통해 보내는 방식이다. 드라이섬프는 고성능 및 경주차에 주로 쓰인다. 웨트섬프와 달리 오일팬이 아닌 별도의 오일탱크에 오일을 보관하며 펌프를 이용해 오일을 공급하고 다시 빨아들이는 방식이다.

드라이섬프 방식은 팬에 오일이 담겨 있지 않으므로 오일팬을 얕게 만들 수 있고 엔진위치도 낮출 수 있다. 따라서 차체 무게중심이 낮아지고 운동성능이 향상된다. 대신 구조가 복잡해서 수평대향 엔진을 쓰는 포르쉐나 페라리 등 일부 고성능 스포츠카에만 쓰인다. 오일 회수용 펌프를 오일팬 내에 설치한 세미 드라이섬프 방식도 있다. BMW가 이 방식을 쓰고 있다. 결국 경주차에는 압송식에 드라이섬프 구조를 가진 윤활방식이 최고다.