하중지수는 타이어 1본이 타이어가 주행 가능한 최대하중을 코드화하여 표시한 것으로 예를 들어 하중지수가 100인 타이어는 한 본당 최대 부하하중이 800kg이라는 것을 의미한다.
[ 속도기호와 속도 ]
속도기호 속도 (Km/h) 속도기호 속도 (Km/h) A1 5 J 100 A2 10 K 110 A3 15 L 120 A4 20 M 130 A5 25 N 140 A6 30 P 150 A7 35 Q 160 A8 40 R 170 B 50 S 180 C 60 T 190 E 70 H 210 F 80 V 240 G 90 W 270
타이어의 교체시기에 대하여 문의하는 사용자가 의외로 많기 때문에 타이어에 대하여 관심을 가지고 있는 소비자를 위하여 한국 타이어는 사이드월의 6개소에 '▲'을 표시하였습니다.
'▲'인이 표시된 곳을 잘 보면 흠의 중앙에 돌출된 부분을 볼 수있습니다. 이것이 즉 마모한계 표시입니다. (마모한계 표시의 높이:1,6mm)
타이어를 사용하면서 흠의 중앙으로부터 이 돌출 부분이 외부에까지 도달한 경우, 타이어는 마모한계에 도달한 것으로 판단되므로 새로운 타이어로 교환시기입니다.
차량의 고급화, 고성능화, 또는 사용조건의 다양회에 따라 타이어에 요구되는 기능, 성능도 점점 복잡다양한 형태로 개발 되고 있다.
타이어의 마모한계를 초과하여 사용한 경우 긴박한 시점에서 브레이크를 밟아도 차량의 타이어가 미끄러지기때문에 제동거리가 길어집니다. 마모한계를 초과하여 사용한 제품은 서비스를 받을 수가 없습니다. 우천시에는 도로와 타이어 사이의 물이 잘 배수되지 않기 때문에 타이어가 물위에 뜨 는 것과 같은 상태로 됩니다. 도로상의 작은 물질에 의해서도 트레드가 손상되어 사고가 발생하는 원인이 됩니다.
♠ 스노우타이어의 마모한계스노우 타이어의 마모한계는 일반타이어와 같은 1.6mm와는 별도로 플랫폼(↑)표시를 하 며, 거기까지 마모된 경우에는 스노우타이어로서의 성능을 잃어버리게 되어 일반타이어의 성능밖에는 발휘하지 못합니다. (플랫폼의 깊이: 전체 홈 깊이의1/2) ♠ 튜브
튜브는 타이어 내부에서 공기를 유지해 주는 역할을 하고 있다.
튜브의 호칭 튜브는 상요하고 있는 타이어에 따라 정해지며 타이어의 호칭에서 프라이레이팅(P.R),속도 및 패턴을 제외하고 표시한다.튜브의 호칭에는 타이어 2개 사이즈 이상 공용하는 것도 있다. 예를 들면 3사이즈의 튜브 섹션 지름 치수가 근사치일 때 튜브의 성격상 어느 정도 팽창 할 수 있는 자유도가 있기 때문에 치수가 비스한 사이즈는 공용할 수 있도록 되어 있다. ♠ 튜브 밸브 1) 밸브의 표시 밸브의 표기법은 미국의 TRA 및 일본의 JIS에서 규정한 것을 주로 사용하고 있으나 , 표시에 특별한 의미는 없으며 단순한 일련번호라고 생각해도 좋다. 2) 밸브의 종류, 형상, 형식 및 주된 용도 밸브의 종류를 크게 구별하면 2가지로 나눌 수있다. 하나는 튜브 본체에 접착해서 사용하는 튜브 밸브와 림에 정착하여 사용하는 림 밸브(튜브리스 타이어의 경우)가 있다.튜브의 호칭에는 타이어 2개 사이즈 이상 공용하는 것도 있다 . ♠ 튜브 밸브(Tube Valve) ♠ 림 밸브(Rim Vavle) 1. 러버 베이스 밸브형(RubberBase Valve): 트럭, 밴용
2. 러버 카버드 밸브형(Rubber Covered Valve) : 승용차용
3. 클램프 인 밸브형(Clamp In Valve) : 건설용
4. 스크류 언 밸브형(Screw On Valve) : 산업용,건설용 1.메탈 밸브형(Mateal Vavle)
2.스넵 인 밸브형(Snap In Valve)
♠ 후렙(Flap)
후렙은 인터(Inter)림을 사용하는 트럭, 버스, 건설차량과 세미드롭(Semi Drop)림을 사용하는 소형 트럭 및 투피스(T재 Piece)림의 산업용 타이어에 사용된다. 그 구조는 일반적으로 아래 그림과 같다. 후렙의 형상은 대응하는 타이어 및 림 규격에 각각 들어맞는 형상 및 치수에 맞도록 설 계되어 있다. 후렙의 호칭은 타이어의 호칭에서 패턴 프라이 레이팅(P.R)을 제외하고 사이즈만 표시한다. 또한 2종류 이상의 타이어에 공유할 수 있는 후렙은 튜브와 같이 각각 타이어의 호칭을 병행하여 사용하고 있다.
♠ 림(RIM)자동차용 타이어는 휠 디스크(Wheel Disc)와 결합하여 차량에 취부되고, 휠 디스크 중 타이어와 접촉하는는 부분을 림이라고 칭한다. 그리고 타이어는 림과 결합하여 하나가 되며, 비로소 타이어의 역할을 수행하게 되는 것 이다. 타이어가 그 성능 및 내구성을 충분히 발휘하기 위해 림은 타이어에 대응한 형상 및 치수로 표시된다.
림의 호칭 방법 림의 치수, 형상, 종류를 나타내기 위해 다음과 같이 호칭 방법을 사용한다. ♠ 체인(Chain)적설 지방이나 동결된 도로, 진흙 등의 도로는 자동차에 있어서 최악의 도로 조건이기 때문에 보통의 타이어로 주행이 곤란할 뿐 아니라 위험할 경우도 있다. 이와같은 때 타이어 체인이 장착된다. 타이어 체인의 구조는 매우 간단하고, 장착이나 탈착을 쉽게 할 수 있다. 또한 접지부는 담금질을 하고 있어 마모에 견딜 수 있도록 되어있고, 사용중 원심력에 의해 체인의 헐거움, 어긋남 등을 막기 위해 체인 밴드를 사용하고 있다.
체인 호칭 타이어 체인의 호칭은 원칙으로 적용하는 타이어에 대표 타이어의 호칭을 쓰고, 그 타이어 호칭의 수치로 나타낸다. ♠ 타이어의 제조방법타이어의 용도에 따라 정해진 비율로 고무와 배합약품을 투입,혼합 반죽한 배합고무는 사용부위에 따라 트레드용, 카카스용, 비드용 고무로 분류되어 각 필요 공정으로 옮겨진다. 성형에서는 제조 사양에 따라 트레드, 카카스, 비드 등이 조립되어 타이어의 원형인 그린 타이어가 만들어진다.
가류공정에서는 이송되어 온 그린 타이어를 규격, 패턴에 맞는 몰드에 넣어, 일정시간 증기로 가열(140-180℃)하고 타이어 내부에는 튜브와 같은 특성을 갖는 브라다라는 용기에 온수(140-180℃)를 보내어 그린 타이어를 내외 양면에서 가열한다. 타이어의 가류가 완료되면 타이어는 내부 코드지의 수축을 방지하기 위하여 일정시간 팽창을 시켜 외형을 유지한다음 검사공정으로 운반된다.
튜브는 기밀성 유지와 공기 누출이 없도록 하는 것이 최대의 포인트이다. 튜브용 배합고무는 배합고무의 이물을 제거하기 위해 특히, 스트레이너라는 조밀한 철망으로 고무를 통과 시켜 이물을 제거한후 열입롤로 보내진다.
튜브를 압출할 때는 배합고무에 커다란 압력을 가하여 고무 속에 기포를 적게 하고 있고 튜브의 성형에서는 이음부의 상태를 완벽하게 하여 성형 후 이음부 떨어짐을 방지하고 있다. 가류 후의 튜브에 관해서는 공기 누출 외관 검사 등이 이루어진 후 제품으로 입고된다.
(Top Treading:recaping) 리트레이딩
(Retreading) 풀트레이딩
(Full Treading:Remolded) 특 징 케이스의 카카스부에 손상이 적은 것에 적용하고 타이어에 트레드 고무만 붙여 재생하는 방법으로 주로 양호한 노면을 주행하는 타이어에 많이 적용된다. 케이스의 쇼울더부에서 쇼울더부까지의 트레드 고무를 갈은 후 트레드를 붙여 재가류 하는 방법으로 좋은길, 나쁜길에 사용할수 있다.
케이스의 비드부에서 비드부까지의 트레드 고무를 붙여 재생하는 방법으로 좋은길, 나쁜길에 사용할수 있으며, 외관이 양호하다. 케이스향상에 따라 최근에는 차츰 적어지고 있다. 드레드 캡
사용 가류된 트레드 고무를 사용 미가류된 트레드 고무를 사용 미가류된 트레드 고무 및 사이드 고무를 사용
♠ 개요
타이어 사업에 종사하고 있는 사람에게 있어서 타이어가어떤 원재료를 사용하고, 어떻게 해서 제조되는가 하는
것은 최소한 알아두고 싶은 지식의 하나이다.
좌측 그림은 타이어 및 튜브에 사용하고 있는 원재료의
대략을 나타낸 것으로 중량비로 나타내고 있다.
좌측 그림에서 볼 수 있듯이 오늘날 타이어의 원재료는
고무와 비드 와이 어(Bead Wire)와 일부의 코드를 제
외하면 남는 것은 거의 전부 석유제품으로 되어있다.
또한 타이어 등 고무제품은 최종적으로 가류라는 고무분
자간의 화학반응을 거쳐 비로소 제품화가 된다.
이와 같은 것으로 타이어는 기계로서의 자동차화는 본질적으로 다르며, 화학 영역에 있는 제품이라고 말할 수 있다.
더욱이 자동차의 부품으로서 중요한 물리적 기능을 맡고 있는 화학제품이라고 말할 수 있다.
고무는 고무나무에서 채액된 라텍스(Latax)에서 수분을 분리해서 얻은 천연고무와 인공 적으로 합성해서 만들어진 합성고무의 2가지로 나뉜다.
1. 천연고무 (1) 천연고무의 제조법 천연고무의 원산지는 아마존 유역이며, 1876년 영국인이 그 종자를 갖고 돌아와 이것을 발아시켜 실론과 싱가폴에 이식하였고, 그 결과 현재와 같이 말레이시아 반도, 실론, 인도네시아 등 동남아시아에 널리 분포 재배되게 되었다. 고무나무는 헤비아 브라질리 엔지스나무로 이는 반낙엽고목이며, 이 나무의 진피에 비스 듬히 상처를 내어 고무액을 채취한다. 고무나무에서 채취한 고무액은 라텍스(Latax)라 불리우며 30-40%의 고무분을 함유하고 있고, 천연고무는 이 라텍스(Latax)에 개미산을 가해 수분을 건조시킨 것이다. (2)천연고무의 종류 ♣ 스모크드 쉬트(Smoked Sheet)- 천연고무 생산량의 약80%를 차지하며, 부패를 방지하기 위해 연기로 그을려 건조시켜 만든다. ♣ 페일 크레이프
- 중아류산 소다에 의해 표백 및 부패방지처리를 한 고급고무로 백테(White Ribbon),흰 글씨
(White Letter)용 백 고무로 사용된다.
♣ 브라운 크레이프
- 일반적으로 부스러기 고무가 주체이고 생산량도 적다.
합성고무의 연구는 자동차의 발달에 따라 천연고무의 공급부족에서 1884년경부터 시작되었고 제2차 세계대전 중에 미국, 소련에서 SBR, NBR등의 순차적으로 개발되었다. 타이어 성능에 대한 요구는 엄격하지만 합성고무의 품질향사은 타이어의 성능, 특성 등 요구성능을 만족시키고있으며, 천연고무와 비교했을 경우, 균열서, 내마모성에 뛰어난 특징 을 갖고 있다. 합성고무의 꾸준한 개발로 합성고무가 차지하는 비융은 현재 약 50%에 미치고 있어 합 성고무의 사용량이 점차 증가하고 있음을 알 수 있다.
(1) 합성고무의 제조법 합성고무는 석유로부터 생산된 나프타를 원료로 만들어진다. (1) 합성고무의 종류와 물성 합성고무는 그 종류도 많고 합성고무별 고유특성이 다른 것을 알 수 있다. ♠ 고무배합제고무에 약품을 가함에 따라 고무는 각각 사용 목적에 맞는 성질을 갖게 된다. 약물을 혼합한 고무를 배합고무라 하고, 고무배합에 사용되는 약품류를 고무배합제라 부르고 있다. 배합제에는 보강제, 가류제, 가류촉진제, 가류지연제, 노화방지제, 점착부여제 등 종류가 다양하다. 이 중 특히 중요한 기능을 갖는 보강제와 가류제에 관해 설명하겠다.
(1) 보강제 천연고무는 그 자신이 높은 강도를 갖고 있어 보강제를 넣어도 그 강도는 거의 변화하지 않거나 반대로 저하되는 경우가 있으나 내마모성은 보강제 사용으로 대폭퍽으로 향상된다. 합성고무는 보강제의 효과가 크고 강도가 10배 정도 증가되는 것도 있다. 이런한 보강제로는 주로 카본블랙이 사용되면, 카본블랙은 천연가스 또는 광물유를 불완 전 연소 또는 열분해하여 만든 미세입자로 주성분은 탄소이다. (2) 가류제(가교제) 배합고무에 화학반응를 일으켜 탄성을 갖는 고무로 변화시키는 것을 가류라고 한다. 바꿔 말하면 소성체(가소성)의 고무를 탄력서의 고무로 바꾸는 것이 가류이다. 이 반응을 일으키는 약품으로서 일반적으로 유황이 사용되며, 반응시 고무분자간의 상태가 화학적으로 서로 다리를 놓는 듯이 되어있다고 해서 가교결합이라 부르고 이 약품을 가교제라고도 한다.(*소성체: 어떤 물체에 힘을 주어 변화시킨 후 다시 힘을 빼면 원래의 형태로 돌아가지 않는 물질 - 점토 등)
(*탄성체: 힘을 빼면 원래의 형태로 돌아가는 물체 - 고무) ♠ 타이어코드지
자동차용 타이어 초기의 것은 직포(캔버스)가 골조(카카스)재료로서 사용되고 있지만 주 행중에 타이어의 굴곡에 따라 코드지끼리 마찰로 쉽게 달아버리기 때문에 이를 방지하기 위 해 1915년경부터 발코드(염직)가 사용되게 되어 타이어의 내구성명을 비약적으로 늘리는 커 다란 원동력이 되었다. 그 후 타이어 코드지는 실 자체의 인장강도, 열에 대한 저항, 내수성 필요와 함께 레이 온, 나일론, 폴리에스테르, 유리섬유(Fiber Glass), 스틸(Steel)등의 새로운 코드가 개발되어 현재는 이들의 코드가 넓게 사용되고 있다.
타이어 코드에 요구되는 제특성 강도가 클것 치수 안정성이 좋을것 내열성이 뛰어날 것 내수성이 뛰어날 것 ♠ 비드와이어타이어 lqem부의 주어심에 있는 와이어(Wire)다발이며 카카스에 걸리는 힘을 지탱하고 림과의 감합을 용이하게 하고 림 위에 단단히 고정시킬 수 있도록 한다. 통상의 비드 와이 어는 1가닥의 인장강도 약 150kg,직경 0.95mm의 피아노선을 사용하고 있고, 고무화의 부착 력을 증가시키고 녹스는 것을 방지하기 위하여 청동도금을 입히고 있다.
타이어 규격 표시 타이어의 규격 표기는 메트릭 표기법,알파뉴메릭 표기법,뉴메릭 표기법등 여러 표기로 사용되어 왔으나 최극 ISO에서 정한 표기법을 많이 사용하고 있다.대표적인 표기법은 다음과 같다.
P : 승용차(Passenger Car Designation)
의 약자
Section width : 타이어 단면폭(W)
Aspect Ratio : 편평비 R : 래디얼 구조
Rim Diameter : 링경
Load Index : 최대 하중지수
Speed Index : 최대속도
1. DOT(Department of Transportation) ....타이어에는 FMVSS(Federal Motor Vehicle Safety Standard) 규정에 따른 아래 DOT NO를
....표시합니다.
2. DOT NO 표기 (예)
DOT ** ** *** 3103
여기서 '31'은 31週, '03'은 => 2003년도 즉, 2003년도 31번 째 주에 생산된 제품임을 나타냅니다
타이어는 검고 둥글며 도로를 주행하는 물체이므로 차축을 중심으로 조용히 회전하는 것이 정상이며,
진동이나 소음을 낸다는 것은 어딘가 이상이 있는 것같이 생각됩니다.
그렇지만 앞에서 설명한 대로 타이어는 확실하게 자동차에서 보면 하나의 축을 가진 회전체이지만 그
타이어가 사용되고 있는 노면에서 보면 타이어는 결코 회전하는 것이 아니라 타이어의 일부분이 접하고
떨어지는 일이 계속 일어나고 있는 것입니다.
즉 타이어와 노면은 연속적으로 충돌하기 때문에 물체가 맞부딪칠 때 타이어에서 진동이 나오는 것은
지극히 당연하며, 주행중인 타이어가 진동이나 소음의 원인이 되는 것은 매우 정상적인 현상이라 할 수
있습니다.
진동과 소음은 타이어와 노면의 상태에 따라 큰 차이가 발생하는데 사실상 차체에서 진동과 소음을 발생
시키는 것은 대부분 섀시 및 엔진, 동력 전달장치이지만 여기서는 타이어 자체가 어떻게 진동과 소음의
발생원인이 되는지 살펴보기로 하겠습니다.
진동 및 소음은 타이어의 균일성이 나쁠 경우 발생되는데 균일성은 광의의 개념으로 이것이 내재하고
있는 성격을 크게 중량의 불균일, 치수의 불균일, 강성의 불균일로 나눌 수 있겠습니다.
* 중량의 불균일
타이어는 고무, 코드지, 비드와이어 등 여러 가지 복잡한 구성물의 집합체이므로 타이어를 여러 조각으로
구분시 각 조각별로 중량편차가 다소 발생하게 됩니다.
* 치수의 불균일
- 래디얼 런아웃(RRO)
타이어의 원주를 둥근 원으로 상상할 때 제도용 컴퍼스로 타이어의 원주를 그린다면 정말로 둥근 진원이
되겠지만 고무와 일정한 신장률을 갖는 코드지와의 집합체인 타이어 원주는 결코 진원이 될 수 없습니다.
타이어 원주를 측정하여 본다면 타이어의 원주모양은 진원을 벗어나고 다소 울퉁불퉁하게 형성 됩니다.
- 래터럴 런아웃(LRO)
래디얼 런아웃과 같이 치수의 불균일을 의미하거나 타이어 회전방향에 직각으로 타이어가 회전시 발생
되는 런 아웃을 래터럴 런아웃이라고 합니다.
* 강성의 불균일
공기를 넣은 타이어는 차량 및 화물, 승객 등을 싣고 운행하도록 설계되어 있습니다.
이러한 목적에 의하여 지면과 접지된 부분이 변형되고 이 변형부위는 타이어가 회전함에 따라 원주방향
으로 각 부위가 1회전에 한번식 변형을 갖게 됩니다.
예를 들어 승용차 타이어의 경우 중량이 1,000kg이라고 가정하면 타이어 한 본당 부하되는 하중은
250kg이 됩니다.
특성이 조금씩 다른 스프링으로 타이어가 구성되었다고 가정할 경우 각 스프링이 지면과 접촉시 생기는
충격 흡수능력도 다르기 때문에 개개의 타이어 스프링이 지면과 접촉시 발생되는 힘은 스프링별로 다르
게 나타납니다.
이렇게 발생된 힘의 변동량중 최대치와 최소치의 힘의 변동을 강성의 불균일량이라고 합니다.
* 타이어 소음의 종류
자동차가 주행할 때 발생하는 소음중 타이어와 관계가 있는 것은 타이어 자체로부터 소음이 직접 발생
하는 것과 타이어가 간접 발생원인이 되어 소음을 발생시키는 것으로 일반적으로 아래와 같이 분류할 수
있습니다.
1. 패턴 소음(Pattern Noise)
패턴소음은 타이어가 접지했을 때 트레드 홈 안의 공기가 압축되어 방출될 때 발생하는 소음이며, 손을
두드리는 것과 같은 원리로 나는 소리입니다. 박수를 칠 때, 손바닥의 구부린 모양의 크기를 바꾸어 보면
여러 종류의 소리가 나는 것을 알 수 있습니다. 구부림이 크면 낮은 주파수의 음이 나오고, 작으면 높은
주파수의 음이 나옵니다. 세게치면 큰소리가 나고, 살짝 치면 소리가 작아집니다.
타이어에서 발생하는 소음도 이와 같아서 트레드 홈의 형상과 크기에 따라 음의 주파수가 변하고 속도가
빨라질수록 소리가 커지게 됩니다. 트럭에 사용하는 트레드(Lug)패턴 타이어 같이 일정한 크기의 모양이
트레드상에 연속해 있으면 특정 주파수의 음이 크게 들려옵니다. 타이어에서는 이러한 현상을 방지하기
위하여 패턴을 복잡하게 하거나, 같은 모양의 피치 크기를 서로 다르게 하여 소음이 연속적으로 나오지
않도록 설계하고 있습니다.
패턴 소음은 그 발생음의 원리에 따라 매끄러운 노면에서는 트레드 홈이 없는 패턴이 가장 소음이 없으
므로 이러한 원리를 이용하여 딱딱한 고무를 사용하는 대신 트레드 홈깊이를 얕게 하므로 패턴 소음을
작게 하지만, 스노우 타이어의 경우는 스노우 성능 향상을 위하여 홈을 깊게하므로 상대적으로 소리가
크게 발생합니다.
2. 스퀼음(Squeal)
급격한 가속, 제동, 선회시에 타이어와 노면과의 사이에 미끄러짐이 발생하면서 나오는 소음이 스퀼음
입니다. 이것은 타이어의 급속한 마모를 동반하기 때문에 될 수 있는 한 나오지 않게 운전하는 것이
바람직합니다.
3. 험(Hum)
직진 주행시 발생되는 소음으로 트레드 디자인에 같은 간격으로 배열된 피치가 노면을 규칙적으로
치는 데서 발생되는 소음을 말합니다.
4. 스퀼치(Squelch)
평활한 노면을 직진 주행할 때 발생하는 소음의 하나입니다. 단면 방향에서 진행 방향으로 모두 곡율을
가지는 타이어는 접지에 의해서 평면으로 변형하기 위해서는 노면과의 사이에 미끄럼이 생기는데 미끄
러질때 스퀼과 같이 트레드 디자인의 리브가 진동함에 따라 발생하는 음으로써 그 정도가 적습니다.
5. 람블(Rumble)
거친 노면을 주행할 때 타이어가 노면이나 자갈 등을 치는 소리로 차량의 현가장치나 차체를 통하여
차내에 전달되는 진동음입니다.
6. 썸프(Thump)
썸프란 평활한 도로를 주행하는 차량에서 구동축이 회전하면서 생기는 타이어 소음의 일종으로 차량
안의 바닥이나 좌석, 핸들을 통하여 느끼는 진동음을 말합니다.
* 보통발열과 이상발열
타이어는 주행중 접지에 의한 변형과 복원이 주기적으로 반복되고 있지만, 타이어에 사용되고 있는 고무,
코드 등의 재료는 점탄성체이기 때문에 변형운동을 반복적으로 받으면 이력현상(Hysterisis Loss)에
의해 발열하게 됩니다.
또한, 이들의 재료는 열의 불량도체이기 때문에 방열이 적고 타이어 내에 축적되지만, 적정 조건하에서의
발열은 타이어 손상을 초래하지 않습니다.
그러나 공기압 부족, 과적재 또는 타이어의 능력을 초과한 속도로 주행하는 따위 등을 할 경우, 타이어의
내부 온도는 더욱 높아지고, 임계 온도를 넘어 가면서 타이어를 구성하는 고무, 코드 등의 재료 강도 및
구성 물질간의 접착력과 타이어의 내구력이 저하되며, 돌발적인 세퍼레이션이나 파열을 유발하는 원인이
되기도 합니다.
* 타이어의 온도와 손상
타이어가 발열에 의해 손상을 일으키는 빈도, 즉 나이론 코드지 타이어의 경우 타이어의 벨트주위 온도가
125℃ 부근부터 손상이 발생하기 시작하여 158℃에서는 50%가 손상됩니다.
* 히트 세퍼레이션(Heat Separation) 현상이란?
타이어가 발열에 견딜 수 있는 일반적인 벨트의 온도는 125℃정도이며 이 이상 발열했을 경우는 고무나
코드의 열화나 접착력의 저하가 심하고, 발열에 의한 세퍼레이션 손상 위험률이 높아집니다.
이와 같은 이상발열에 기인된 현상을 히트 세퍼레이션(Heat Separation)이라 하고, 손상된 타이어의
현상을 보면 분리된 곳이 이상 발열에 의해 고무 및 코드가 용해되어 있습니다.
타이어의 내부온도가 높아지면, 타이어를 구성하는 고무, 타이어 코드 등 재료의 강력 저하나 접착력
저하를 불러 타이어의 내구력을 저하시키고, 더욱이 돌발적으로 타이어가 세퍼레이션되거나 과열되는
사고를 일으킬 위험이 있으므로 적정 조건에서 사용될 수 있도록 항상 관리하여야 합니다.
타이어의 발열은 타이어의 공기압, 하중, 자동차의 주행속도, 연속 주행시간, 타이어의 홈 깊이 및 타이어
의 구조, 브레이크 시스템 등에 의해 영향을 받습니다.
* 공기압과 타이어의 발열
타이어의 공기압이 부족할 경우는 타이어의 굴곡운동이 과다하게 커져 이 굴곡에 의하여 되돌아 오려는
복원력이 증가하게 됩니다. 그 결과 타이어를 구성하고 있는 고무나 타이어 코드 등의 피로, 접착력의
저하를 불러 타이어 코드가 뿔뿔이 흩어지는 일이 있습니다. 반대로 타이어의 공기압이 너무 높으면
타이어 내부의 카카스가 극도로 긴장하기 때문에 외상이나 충격에 대해 약해집니다.
* 하중과 타이어의 발열
하중이 증가하면 타이어의 변형량이 커져 내부 온도가 상승합니다. 과적재한 경우는 일반적으로 높은
공기압이 충전되어 있는 경우가 많기 때문에 타이어의 쇼울더부나 비드부에 강한 스트레스가 발생, 이상
발열을 일으켜 쇼울더부, 비드부의 분리나 과열을 일으키기 쉬워집니다. 또한 트레드부에 관통상을 입기
쉽고 충격에 의한 파열도 발생하기 쉬워집니다.
* 속도와 타이어의 발열
자동차의 주행속도가 빨라지면 주행중의 타이어 굴곡 운동도 심해지고 타이어의 발열량도 많아지게 됩니다. 자동차가 주행 중에 노면으로부터 받는 상하방향의 진동에 의해 타이어에 걸리는 하중은 정적하중 이외에 가속도에 의한 관성력이 하중으로서 가해져 옵니다. 이와 같이 주행 중에 가해지는 모든 하중을 동하중이라 합니다. 자동차의 속도가 증가하면 노면의 요철로부터 받는 충격 및 가속도도 증가하여 동배율(정하중에 대한 동하중의 증가비율)이 커집니다. 따라서 타이어의 굴곡운동은 보다 커져 당연히 타이어 내부의 온도가 높아지게 됩니다.
* 자동차의 주행시간과 타이어의 발열
타이어는 주행중에 반복되는 굴곡운동에 의해 발열하고 그것이 타이어 내부에 축적되는 한편, 끊임없이 외부를 향해 발열도 하고 있기 때문에 그 균형이 잡혔을 때 타이어 온도는 포화상태가 되어 거의 변화하지 않게 됩니다.
물론 이 온도는 주행조건에 따라 다르며 고속으로 될수록 높아집니다. 고온상태로 장시간 주행을 계속하면 타이어를 구성하고 있는 고무, 타이어 코드 등이 노화되고 접착력도 떨어집니다.
* 트래드 홈 깊이와 타이어의 발열
트럭 버스용 타이어는 승용차용 타이어와는 달리 트레드의 두께도 두껍고, 또한 카카스의 프라이 수도 많습니다(바이어스 타이어의 경우). 또한 타이어를 구성하고 있는 고무, 타이어 코드 등의 재료는 열의 불량도체이기 때문에 그것들의 두께가 두꺼워질수록 그만큼 주행시에 있어 방열 효과가 적어지고. 타이어 내부에 축적되는 열도 많아져 발열이 높아지게 됩니다.특히 트럭·버스용 타이어는 홈 깊이에 의해 HW(High Way), HT(Heavy Tread), EHT(Extra Heavy Tread)로 나뉘어 있기 때문에 조건에 맞는 타이어를 바르게 선택하지 않으면 안됩니다.
* 타이어의 구조와 발열
래디얼 타이어는 바이어스 타이어와 달리 벨트의 효과에 의해 접지부 트래드의 움직임이 적으며 방열성이 좋은 강철 코드를 사용하고, 카카스가 래디얼 구조이기 때문에 내부 마찰이 적어 주행시 타이어 온도는 낮습니다.
튜브리스 타이어는 튜브타입과 비교하면 타이어 내부의 공기가 직접 휠에 접해 있기 때문에 휠에서의 방열이 쉬워 주행으로 인한 타이어의 온도 상승량이 비교적 적습니다.
* 복륜타이어의 외견차와 타이어 온도
복륜타이어에 외경차가 있을 경우 외경이 큰 타이어에 보다 많은 하중이 걸리고, 부하하중의 변화에 따라 타이어의 발열온도도 변화하게 됩니다. 그 변화량은 타이어의 외경차와 타이어가 갖는 종 스프링 상수로부터 산출할 수 있습니다(타이어의 종류, 공기압에 따라 다릅니다).
그래서 트럭 및 버스용 타이어의 종 스프링 상수는 규정 공기압을 충전한 상태에서는 약 95~110 kg/mm이며, 반경차가 5mm인 경우 외경이 큰 타이어에 약 500kg의 중량이 더 많이 걸리게 됩니다.
예) 외경차이가 10mm 있는 경우의 부하하중 분포
구분
최대하중
실제부하하중
외경이 10mm 큰 타이어
2,425kg
2,677kg
외경이 10mm 작은 타이어
2,425kg
2,177kg
* 발열온도와 위치
타이어의 발열위치는 타이어 쇼울더부가 가장 높습니다.
발열량에 따라 타이의 손상부위도 대부분이 쇼울더부에 집중적으로 발생되고 있으며, 쇼울더부는 타이어
에서 고무의 두께가 가장 두껍게 되어 있고 다른부문에 비하여 방열이 나쁘며, 열을 축적하기가 쉽기 때문
입니다.
