런플랫 타이어 - 공기 빠져도 주저앉지 않아
스노타이어 - 발포고무 사용해 미끄럼 줄여
레이싱 타이어 - 시속 350km 질주 견뎌내야
초고성능 타이어 - 접지력·안전성 뛰어나
▲ 뛰어난 성능을 갖춘 특수 타이어들. 왼쪽부터 UHP(초고성능)·마른 노면용 레이싱·젖은 노면용 레이싱 타이어.
고무가 바퀴에 사용된 것은 1848년 영국의 R.W. 톰슨이 고무를 쇠바퀴의 표면에 붙인 증기 자동차용 바퀴를 만들면서부터였다. 오늘날과 같은 원리의 타이어가 처음 등장한 것은 그로부터 40년 후인 1888년. 영국의 수의사였던 윌리엄 던롭은 타고 다니던 쇠바퀴 자전거에 고무를 입히고 그 속에 공기를 집어넣었다. 그때까지 딱딱한 바퀴에 익숙해 있던 사람들에게 던롭이 만든 고무 타이어는 혁신으로 받아들여졌다.
이것을 자동차용으로 완성한 사람은 프랑스의 E. 미쉐린이었다. 1895년 파리~보르도 구간을 달리는 자동차 경주에 처음으로 이 타이어를 선보였다. 1905년에는 타이어의 비드(휠과 맞닿는 부분) 부분에 강철을 사용해 강도를 높인 타이어가 만들어졌다. 이어 1912년엔 면 블록을, 1915년엔 보강제로서 면 코드가 사용되어 수명과 성능이 획기적으로 개선됐다.
1931년 미국 듀퐁사는 합성 고무를 양산, 천연고무에 의존하던 타이어는 대량생산이 가능해졌다. 1949년엔 튜브를 사용하지 않고 타이어에 직접 공기를 집어넣는 ‘튜브리스 타이어’가 개발돼, 자동차의 안전성을 크게 높였다. 1958년에는 타이어 속에 철심을 감은 래디얼 타이어가 개발돼 오늘날 사용하고 있는 고성능 타이어의 기초를 마련했다.
요즘에는 눈길 주행용 스노 타이어, 펑크가 나도 달리는 런플랫 타이어, 레이싱용 고성능 타이어 등 용도별 첨단 타이어들이 등장하고 있다.
런플랫(Run-Flat) 타이어
런플랫 타이어는 주행 중 펑크가 나도 일정 구간을 달릴 수 있도록 만든 차세대 타이어다. 1994년 미국 시보레 콜벳에 처음 장착됐다. 가격이 일반 타이어보다 20% 비싼 고부가가치 제품이어서 세계 타이어 업체들이 경쟁적으로 개발에 나서고 있다. 한국타이어·금호타이어 등 국내 타이어 업체들도 1990년대 말부터 런플랫 타이어를 개발했다. 런플랫 타이어는 주행 중 펑크가 나도 시속 80㎞의 속도로 최대 80㎞까지 주행할 수 있는 개념으로 개발됐다. 최근에는 시속 100㎞ 이상, 최대 300㎞까지 주행 가능한 제품이 개발되고 있다. 타이어 펑크는 치명적인 사고로 연결될 수 있고, 자동차에도 손상을 초래할 수 있다. 장거리 운행을 자주하는 운전자나, 스페어 타이어 교환 능력이 없는 운전자에겐 런플랫 타이어가 안전하고 편리하다.
런플랫 타이어 기술의 핵심은 펑크가 났을 때 공기가 빠져나가 타이어가 주저앉는 것을 어떻게 방지하는가에 있다. 타이어 옆면(사이드월)의 고무를 두껍게 강화해 공기가 빠져나가도 사이드월이 타이어를 지지하는 ‘사이드월 강화’ 타입과, 타이어 내부에 별도의 링을 감아 공기가 빠져나가도 타이어가 링에 의해 지지될 수 있도록 하는 ‘서포트 링’ 타입으로 나뉜다.
세계적인 타이어 업체들은 대부분 이 두 가지 타입의 런플랫 기술을 보유하고 있으나, 각각 장단점이 있어 업계 표준이 이뤄지진 않고 있다. ‘사이드월 강화’ 타입은 별도의 추가장비가 필요 없어 간편하지만, 사이드월부에 많은 고무가 들어가 승차감과 연비가 나빠지고 좌우 균형에 영향을 주는 단점이 있다. 반면 ‘서포트 링’ 타입은 승차감은 좋으나 별도의 링을 삽입해야 하는 단점이 있다.
미국 자동차 법규상 ‘타이어 공기압 모니터링 시스템’(TPMS·타이어 내부에 센서를 부착하여 공기압·온도 등을 운전자에게 알려주는 장치)의 의무장착이 시행되는 2006년 이후에는 런플랫 시장이 더욱 폭발할 것으로 업계는 내다보고 있다. 최근엔 2010년에 런플랫 타이어가 전체 신차 중 30% 이상에 장착될 것이라는 전망도 나왔다.
스노 타이어
겨울용 타이어를 달면 일반 타이어에 비해 20% 이상 덜 미끄러진다는 것이 타이어업계의 설명이다. 이는 고무 성분과 타이어 표면의 패턴이 특별하기 때문이다.
겨울철 빙판 노면은 얇은 수막(水幕)이 형성돼 있어 타이어가 바닥에 직접 밀착하지 못하고 물 위를 떠서 주행하게 된다. 수막현상을 극복하기 위해 겨울용 타이어는 발포고무를 사용해 만든다. 발포고무란 타이어 표면 고무에 수많은 기포(공기 주머니)를 만든 것으로, 공기 주머니가 낙지의 빨판과 같은 역할을 해 미끄럼을 줄여준다. 국산 스노 타이어에는 1㎤당 약 17만개의 기포가 들어있다.
겨울용 타이어는 무늬도 다르다. 타이어 표면에 세로 블록을 만들어 좌우로 잘 미끄러지지 않게 돼 있다. 또 타이어 표면의 깊고 넓은 그로브(세로 홈)는 타이어의 배수 성능을 높여, 눈이 녹아 젖은 도로 위에서 제동 성능을 향상시켜 준다.
레이싱 타이어
▲ 타이어 위치 교환 방식F1(포뮬러 원) 같은 자동차 경주에는 타이어 표면에 패턴이 없는 ‘슬릭 타이어’(slick tire)가 주로 사용된다. 패턴이 없는 것은 접지력을 최대한 넓혀 코너를 돌 때 노면에 착 달라붙도록 하고, 공기저항을 줄이기 위한 것이다.
레이싱용 타이어는 온도에도 매우 민감하다. 주행 전의 차가운 타이어는 딱딱하고 매우 미끄럽지만 고속주행과 코너 주행, 브레이크의 사용을 반복하면 노면과의 마찰로 섭씨 80~100도의 열이 발생한다. 뜨거워진 타이어는 부드러워져 코너를 돌 때 접지력이 높아진다. 자동차 경주가 시작되기 전에 경주 차량들이 지그재그 주행을 하는 이유가 여기에 있다. 드라이버들은 경주가 끝날 때까지 타이어 운영을 잘해야 한다. 무리한 주행으로 타이어 온도가 너무 높아지면 마모 속도가 빨라진다. 또 타이어 내부의 공기압이 팽창해 접지 면적이 좁아져서 미끄러지기 쉬워진다. 때문에 타이어 성능은 드라이버의 실력, 자동차 성능과 함께 자동차 경주의 3대 요소로 꼽힌다.
세계 최고의 자동차 경주인 F1 그랑프리의 경우, 타이어 업체의 공급 경쟁도 치열하다. F1에 공급한 타이어는 최고시속 350㎞로 질주해도 문제가 없음을 의미하기 때문에 단번에 세계적인 브랜드 인지도를 갖게 된다. 지난해 미쉐린 타이어는 F1 대회에 참가했다가 펑크가 나는 바람에 망신을 당하기도 했다.
UHP(초고성능) 타이어
얼마 전까지 일반 소비자들은 내구성과 마모성을 타이어의 중요 성능으로 여겼다. 하지만 최근에는 고속주행성과 조종안정성 등 소비자들의 요구가 고급화·세분화하고 있다. 여기에 맞춰 개발된 타이어가 UHP(Ultra High Performance·초고성능) 타이어다.
초고성능 타이어는 기존 타이어에 비해 편평비(타이어 단면폭에 대한 단면높이의 비율을 의미하며, 수치가 낮을수록 성능이 우수하다)가 낮아 접지력이 뛰어나고, 롤링 현상이 적어 조종안정성이 크게 향상된 제품이다. 가격은 일반 타이어의 2~3배 수준으로 비싸다. UHP 타이어는 대형 휠(타이어 안쪽에 끼우는 철·알루미늄 재질의 원형 구조물)을 장착할 수 있어, 바퀴의 디자인을 향상시킨 측면도 있다.
타이어 상식
‘▲’표시된 곳의 돌출부 드러나면 교체 시기
5000~1만㎞ 주행 뒤 앞·뒤 바퀴 위치 바꿔야
자동차에 맞는 타이어의 규격이 있다. 타이어의 옆면(사이드월)에는 타이어의 구조와 성능에 관한 정보가 담겨있다. 내 차의 타이어 규격 정도는 알아두는 것이 좋다.
타이어에 ‘195/65R 14 89H’라고 적혀 있으면 ‘195’는 타이어의 단면 폭이 195㎜라는 뜻이다. ‘65’는 65시리즈라는 타이어의 편평비를 의미한다. 편평비란 타이어의 단면폭에 대한 단면높이의 비율에 100을 곱한 것으로, 편평비가 65라는 것은 타이어의 단면폭을 100으로 볼 때 단면높이가 65라는 뜻이다. 편평비의 숫자가 낮을수록 일반적으로 타이어의 폭은 넓어지고 조종안정성과 고속주행성이 뛰어나다. ‘R’은 타이어가 속에 철심을 감은 래디알 구조라는 것을 나타낸다. ‘14’는 타이어의 림(타이어 안쪽 원) 직경이 14인치라는 의미다.
‘89’는 하중지수를 나타낸다. 하중지수란 타이어 1본(개)이 타이어에 표기된 최대속도로 주행하면서 감당할 수 있는 최대하중을 지수화한 것이다. 타이어 업계는 하중지수 89는 580㎏, 90은 600㎏, 91은 615㎏까지 견딜 수 있는 것으로 약속하고 있다. ‘H’는 속도한계 표시를 나타내는 것이다. H는 210㎞/h까지, V는 240㎞/h까지, Z는 240㎞/h 이상 주행이 가능함을 표시하는 것으로 타이어 업계는 약속하고 있다.
타이어는 안전과 직결되므로 운전하기 전에 반드시 점검해야 한다. 급발진·급제동·급가속·급회전 등은 타이어를 빨리 닳게 해 조기 파손의 원인이 된다. 타이어의 옆부분에는 네 군데 이상 ‘▲’ 표시가 있다. ‘▲’ 표시된 위쪽을 살펴보면 홈 속에 돌출된 부분을 볼 수 있는데 이것이 마모한계 표시이다. 승용차용 타이어의 경우는 마모한계 표시 높이가 1.6㎜이다. 타이어가 마모돼 홈 속에 돌출된 부위가 밖으로 나타날 경우 마모가 다 되어 수명이 한계점에 도달했다는 표시이므로 새 타이어로 교체해 주어야 한다.
타이어의 공기압은 승차감, 안전성, 타이어의 수명에 영향을 준다. 타이어의 옆부분을 보면 타이어의 공기압이 표시되어 있다. 예를 들어 ‘35 PSI MAX PRESS’라는 표시는 최대 공기압이 주행 전 35파운드라는 표시이다. 타이어의 공기압이 부족하면 회전저항이 커지고 타이어 각 부분의 움직임이 커져서 열이 발생하고 코드나 고무가 약화된다. 반대로 공기압이 과다하면 완충능력이 떨어져 승차감이 나쁘고, 가벼운 충격에도 파열되기 쉽다. 장거리 고속주행의 경우에는 타이어 내부에 축적된 열을 식혀주기 위하여 2시간마다 휴식을 취하는 것이 좋다.
타이어는 일반적으로 5000~1만㎞ 주행한 뒤 앞바퀴와 뒷바퀴의 타이어를 서로 교환하는 것이 좋다. 불규칙한 타이어 마모를 방지하기 위해서다. 대부분 전륜구동인 국산차들은 차량 앞쪽이 무거워 앞바퀴 타이어가 빨리 닳는다.
비용을 절약하기 위해 재생타이어나 손상된 타이어를 수리하여 사용하는 것은 대형사고를 불러올 수 있는 매우 위험한 행동이다. 최근엔 광폭타이어를 찾는 소비자들이 많다. 광폭타이어는 타이어 업체가 승차감 향상·소음 감소 등 운전자들이 선호하는 성능을 강화한 제품이다. 하지만 차량의 타이어 규격에 맞지 않는 광폭타이어를 장착하면 승차감과 연비가 나빠지고 차량 고장으로 이어질 수도 있으므로 주의해야 한다.
출처 : 조선일보
