닫기

글로벌이코노믹

[자동차 이야기(31)] 타이어 이야기(하)

공유
0

[자동차 이야기(31)] 타이어 이야기(하)

left
지난 [자동차 이야기(27)] 타이어이야기(상) 에서는 자동차 도로에서 많이 볼 수 있는 승용차나 SUV(스포츠 유틸리티 차량)용 타이어의 역할 및 종류, 세부 구조 및 타이어 트레드의 마모 한계 등에 대하여 알아보았는 데, 이번 호에서는 적합한 타이어를 선정하기 위한 타이어 표준 규격과 타이어 정보에 대하여 설명하고자 한다. 타이어에 대한 사전 지식을 알고 있어야 해당 자동차에 적절한 타이어를 구매 장착할 수 있다. 자동차 타이어는 도로의 표면과 직접 접촉하여 주행하므로 외부로부터의 충격에 의한 손상을 방지하기 위해 고무층으로 덮여있으며, 고무층은 트레드(tread), 사이드월(side wall), 비드(bead), 숄더(shoulder), 카카스(carcass) 등으로 구분되어 진다. 특히 사이드월은 타이어의 측면 부분으로서, 사이드월의 표면에는 타이어의 규격과 종류, 최대허용하중 및 최대허용속도, 원산지 표시, 안전표시, 마모한계 등의 많은 정보를 표시하고 있다.

◇ 타이어의 표준 규격에 대한 표기

사이드월은 타이어의 측면 부분으로서, 주행 중에 타이어의 회전에 따라 반복되는 수축작용과 팽창작용을 견디어 내고 습기나 마찰로부터 타이어 내부의 구조를 보호하는 역할을 한다. 그림에서와 같이 사이드월의 겉면에는 타이어의 규격과 종류, 생산일자, 제조번호 및 제조일자, 안전표시, 마모한계 등의 많은 정보를 표시하고 있는 데, 타이어의 표준 규격의 표기는 타이어 폭, 타이어 단면높이, 림 직경, 최대 하중, 최대 속도 등의 내용을 포함하고 있다.

center
타이어 표시규격 – 예 : 205/55 R 16 88 Q


일반적으로 타이어의 표시 규격은 ISO(국제 표준위원회)의 기준에 따른다. 타이어의 폭(Width), 편평비(Aspect Ratio), 림 직경 및 하중지수(Load Index)와 속도표시(Speed Symbol) 등 타이어의 성능을 표기하는 기호와 숫자로 구성되어 있다. 타이어 표시규격으로 예를 든 그림에서의 205/13 R 16 88 Q 레이디얼 타이어를 기준으로 설명하면 다음과 같다.

타이어 폭 (그림 1에서 12번): 타이어를 표준 림(rim)에 장착하고 규정의 공기압을 충전한 후 하중을 가하지 않은 상태에서 타이어의 측면의 문자 등을 포함하는 사이드월 간의 최대 직선거리이고, 단위는 밀리미터이다. 205/55 R 16 88 Q 레이디얼 타이어인 경우에는 205 mm를 의미한다.

편평비 (그림 1에서 13번) : 그림 2에서의 타이어 폭(W)에 대한 단면높이(H)의 비율(%)을 의미한다. 숫자가 낮을수록 타이어의 높이가 낮습니다. 과거에는 주로 100(높이와 폭이 같음)이었으나, 70, 60, 55, 40 등으로 낮아지고 있다. 최근 폭이 넓은 타이어가 많이 사용되고 있으며 그림 1에서와 같이 205/55 R 16 88 Q 레이디얼 타이어인 경우에는 55%를 의미한다. 편평비가 낮은 타이어는 측면에서 보기에 높이가 얇아 보이고, 반대로 편평비가 높은 타이어는 높이가 두꺼워 보인다. 일반적으로 편평비가 높으면 승차감이 좋아지지만, 연비가 증가하고 코너링(cornering)을 할 때 선회 안정성이 떨어지는 단점이 나타나게 된다. 차량의 성능은 순정 타이어 규격을 사용할 때 최적의 성능이 발휘되므로, 순정 타이어 규격 선택을 권장한다.

림 직경 (그림 1에서 14번) : 그림 2에서의 타이어 내경과 동일하며 림 플랜지에 접하는 림 베이스 사이의 최대 지름이며 단위는 인치(inch)이다. 그림 1에서와 같이 205/55 R 16 88 Q 레이디얼 타이어인 경우에는 15인치 (약 38.1 cm)를 의미한다.

center
타이어 치수 - 타이어 폭(W), 단면높이(H). 그림=넥센타이어


하중지수 (그림 1에서 15번) : 자동차의 타이어 1개가, 자동차 무게를 지지하고 안전하게 주행할 수 있는 최대 허용하중 능력을 나타낸다. 그림 3과 같이 표준화된 숫자로 최대 허용하중을 나타내도록 약속되어 있다. 일반적으로 타이어의 형식, 최고속도, 타이어 공기압 및 얼라인먼트 요소인 캠버 등에 따라 결정된다. 그림 1에서와 같이 205/55 R 16 88 Q 레이디얼 타이어인 경우에는 하중지수가 88이므로 최대 허용하중이 560Kg임을 나타낸다. 4개 타이어를 가지는 준중형 자동차의 총중량(승차정원 5인 기준 차량중량)이 1,500Kg 이고 평상조건에서는 1개 타이어가 약 375Kg를 분담하게 되겠지만, 자동차 타이어는 주행 중에 여러 가지 악조건(급제동, 급출발, 낙하 조건 등)에 노출될 수 있으므로 375Kg의 1.5배인 560Kg 까지에도 견딜 수 있는 타이어가 사용되도록 설계되어 있다고 보면 된다.

center
타이어 하중지수. 자료=한국산업인력공단

속도지수 (그림 1에서 16번) : 타이어가 사용될 수 있는 허용 최대속도를 의미하며 그림 4과 같이 영문기호로 최대 속도를 나타내도록 약속되어 있다. 타이어의 안전한 속도 성능을 제어하기 위한 필요성이 대두되기 시작되면서 유럽에서부터 사용되기 시작하였다. 그림 1에서와 같이 205/55 R 16 88 Q 레이디얼 타이어인 경우에는 속도지수가 Q이므로 허용 최대속도가 160 Km/h임을 알 수 있다. 자동차는 고출력, 고성능화되어 가는 추세이기 때문에 자동차의 속도성능과 코너링 성능을 유지하기 위해서는 적정한 타이어 속도등급의 타이어를 사용하는 것이 매우 중요하다. 타이어에 허용 최고속도기호가 표시되어 있을지라도 스노 체인을 사용할 경우에는 약 50km/h이하로 주행하는 것이 적절하다.

center
타이어 속도지수. 자료=한국산업인력공단


◇ 타이어의 원산지 표시

미국 수출용 타이어에는 FMVSS(Federal Vehicle Safety Standard) 규정에 의하여 미국 교통부를 의미하는 DOT(Department Of Transportation) 번호를 타이어 사이드월에 표시하게 되어 있고 각인 번호로 식별이 가능하다. 세부 내용은 제조공장, 제조업체, 제조연월 등을 담고 있다.

center
타이어 DOT 표시. 자료=한국타이어


◇ 타이어의 에너지 등급제도

타이어의 연비성능을 좌우하는 타이어 회전저항과 젖은 노면에서의 제동력 측정을 통해 1등급부터 5등급까지 등급화하여 제품에 표시함으로써 소비자가 고효율 타이어를 선택할 수 있도록 도움을 주는 제도이다. 2012년부터 의무시행되고 있는 타이어 에너지소비효율 등급과 2020년 1월부터 시행되고 있는 타이어 연비등급이 제도가 있다. 타이어 연비등급은 차량 주행중의 회전저항(RR, Rolling Resistance) 성능을 나타내는 것이다. 타이어 회전에 따라 열이나 마찰에 의해 발생되는 에너지 손실이 발생하게 되면, 연료소비와 관계가 있게 된다. 따라서 회전저항이 적은 타이어를 사용할수록 연료 소비가 줄어 자동차 에너지소비효율을 향상시킬 수 있을 것이며 공연비가 리터당 16.5km라고 가정한 준중형 차안에서 5등급 타이어를 1등급 타이어로 교체할 경우 리터당 최대 1.5km 정도의 연비 개선효과를 기대할 수 있다고 한다.

center
타이어 연비등급. 자료=금호타이어


◇ 타이어의 적정 공기압과 타이어의 공기압 경보장치

타이어에 적절한 공기압을 유지하는 것이 필요하다. 그림 7과 같이 승용차의 적정 공기압은 보통 운전석 문을 열었을 때 차체에 붙어있는 스티커로 확인이 가능하다. 해당 스티커에는 내 차의 타이어 크기에 따라, 전륜/후륜에 따라 권장되는 표준 공기압이 표시되어 있다. 이러한 스티커는 연료 주입구 쪽에 붙어있는 차종도 있을 수 있다. 일반적으로 타이어의 표준 공기압은 30 psi 에서 35 psi 로 설정되어 있다.

center
타이어 표준 공기압


공기압이 적정하지 못할 경우 타이어 트레드와 노면의 밀착도가 떨어져 마찰력, 제동력, 코너링 성능인 핸들링은 악화될 수 밖에 없다. 또한 타이어의 탄력성이 떨어져 스탠딩 웨이브 현상이나 마모로 인한 파손 가능성이 발생하며 승차감 역시 떨어질 수 밖에 없다. 그림 8은 공기압에 따른 타이어 마모 형태를 나타내어 주고 있다. 공기압 과다하면 타이어 트레드의 중심부가, 공기압 과소하면 타이어 트레드의 가장자리부의 마모가 심할 수 있다.

center
공기압에 따른 타이어 마모 형태. 자료=한국산업인력공단


right
한상욱 신한대 기계자동차융합공학과 교수

타이어가 안전운전에 직접적으로 영향을 줄 수 있다. 타이어의 공기압의 급격한 변화를 운전자에게 알려주기 위하여 타이어 압력이, 규정된 압력 이하로 떨어지게 될 때 운전자에게 경고해 주는 장치인 타이어 공기압 경보 시스템(TPMS : Tire Pressure Monitoring System)가 몇 해전부터 의무적으로 장착되어 있다. TPMS는 미국 고속도로 교통 안전국(NHTSA)의 법규 제정에 따라 북미에서 처음 적용되기 시작하였으며, 이후 유럽지역에도 확대 적용되었다. 국내의 경우에도 2013년 부터 TPMS가 법규화되어 모든 차량에 의무 장착되고 있으며 운전자 클러스터에서도 쉽게 타이어 공기압 문제를 확인할 수 있게 되었다. 타이어 공기압 경보 시스템인 S에 대한 자세한 내용은 다음 기회에 갖도록 하겠다.


한상욱 신한대 기계자동차융합공학과 교수