자동차부품, 타이어와 휠에 대해서 (3)

자동차부품, 타이어와 휠에 대해서 (3)

(5) 튜브리스 타이어 (Tubeless Tire)

 타이어라고하면 튜브 타이어가 일반적 입니다. 타이어 내부에 튜브를 넣고 공기를 가두고 사용하는 타이어입니다. 그리고 그 타이어 내부에 튜브가 없는 타이어를 튜브리스 타이어라고 부릅니다. 이런 튜브리스 타이어를 사용하는 차량들이 많아지고 있으며, 주로 승용차의 타이어에 쓰였지만 최근들어서 트럭과 버스에도 튜브리스 타이어 사용이 많아지고 있습니다.

 그럼 이제 튜브리스 타이어에대해서 알아보겠습니다.

 튜브리스 타이어는 타이어 내부에 '이너 라이너' 라는 높은 기밀성의 고무 시트가 부착되어 있습니다. 이 부품이 튜브 역할을 담당하여 공기 누출을막고 있기 때문에 튜브가 필요 없습니다.

 이러한 구조의 장점은 4가지 정도가 있습니다. 그 4가지 장점을 알아보겠습니다.

(1) 튜브가 없기 때문에 튜브에 의한 문제가 발생하지 않습니다. 

 보통 기계구조에서는 부품이 적을 수록 좋습니다. 물론, 모든 기능들을 다 할 수 있는 조건이 있습니다. 부품이 적으면 왜 좋을까요. 적으면 적을 수록 유지보수하는 부품이 적어지고, 이상이 생길 부품이 줄어들어 그만큼 고장의 확률이 줄어드는 이점이 있습니다. 그러기에 튜브가 없어지면 그 튜브에 대한 이상 상태가 없어지는 장점이 있습니다.

(2) 펑크가 나도 급격한 공기누설이 안됩니다. 

 못같은 것을 밞고 펑크가나면 튜브타입일 경우 급격히 공기가 새나가 위험하지만, 튜브리스 타이어는 펑크가나도 급격히 공기 누설이 안되어 주행 중 사고방지가 되는 장점이 있습니다. 

(3) 타이어가 방열 효과가 좋아지고, 타이어 온도 상승이 억제가됩니다. 

 보통 튜브타입 타이어의 경우 튜브가 고무이기때문에 그 안에 공기가 갇혀버리기 때문에 방열효과가 낮아지고 타이어의 온도가 상승이 됩니다. 하지만 튜브리스 타이어는 그 고무가 없어져서 공기가 림에 직접 닿아 방열효과가 높아지므로 타이어 온도 상승이 억제되는 장점이 있습니다.

(4) 부품 수가 줄어 듭니다.

 앞서 말했듯이 부품 수가 줄어들면 유지보수가 쉬워지고, 고장확률이 줄어드는 등 다양한 이점이 있습니다.

 하지만 장점만 있는 것은 아닙니다. 이번엔 단점을 알아보겠습니다.

(1) 비드부분을 손상시키면 공기 누출을 일으킵니다. 

 안에 튜브라는 고정된 무언가가 없기 때문에 비드부분에 약간의 손상이나면 그 부분으로 공기누설이 될 수 있습니다.

(2) 휠의 변형에 민감합니다. 

 튜브가 없이 휠에 밀착되는 특성상 휠의 변형이나 부식이 되는 등 손상을 입으면 그 틈으로인하여 공기 누출을 일으키거나 타이어의 제 기능을 완벽히 수행을 못하는 등 단점이 있습니다.

(3) 외관에 손상된 표시가 안납니다.

 외관에 안좋은 현상이 표시가 안되면 좋은거 아닐까 라고 생각할 수도 있지만 외관에 표시가 안나 모르고 주행을 하다가 사고가 날 수 있으므로 좋지 않습니다. 공기압 부족이나 펑크에 대해 표시가 잘 안나기 때문에 지속적인 검사가 필요합니다.

3. 휠의 종류와 특징

 일반적으로 판매되고있는 자동차의 휠에는 스틸휠이나 알루미늄 휠이 장착되어있는 것이 대부분입니다. 특히 스틸 휠은 제조 과정에서의 가공이 용이하고 저렴하게 제조 할 수 있기 때문에 신차의 표준장비로 장착되어 있고, 버스나 택시 영업 차량, 트럭 등 외형을 신경 쓰지 않고 비용을 절감하는 목적이있는 차량에 장착되어있는 경우가 많습니다. 반면, 알루미늄 휠은 스틸보다 가볍고 디자인도 다양하기 때문에 가격도 비싸게 측정되어 버립니다. 최근에는 신차인데 수준이 높은 차종에 장착되는 일도 많아졌지만, 많은 사용자가 자동차를 꾸미기 위해 자신의 마음에 드는 디자인의 알루미늄 휠로 교환하는 것이 대부분 입니다.

 그렇다면 휠의 종류와 그 특징에 대해 알아보겠습니다.

-휠의 구성

 일반적으로 바퀴를 휠이라고 합니다. 자동차의 무게를 지지하고 구동력과 제동력을 땅에 즉 노면에 전달하는 역할을 하는 것이 휠입니다.

그런 휠은 타이어를 지지하는 림이 있고, 그 림을 허브에 지지하는 부품으로 구성되어 있습니다.

• 림의 종류와 역할

 타이어를 지지하는 림의 종류는 2분할 림, 드롭센터 림, 세미 드롭 센터 림, 플랫 베이스 림, 인터림 등등 다양합니다.

(1)2분할 림

 2분할 림은 타이어의 탈착이 용이하다는 특성을 가지고 있고, 주로 항공기용 림에 쓰입니다. 좌우가 같은 모양의 강판을 압력을가하여 제작하여 볼트와 너트로 결합을 하여 림과 디스크를 형성한 것입니다. 이 형식은 제조가 간단하여 경제적이므로 타이어의 직경이 작은 자동차에 주로 쓰입니다.

(2) 드롭센터림

드롭센터림은 타이어의 탈착을 쉽게하려고 림 중앙부를 깊게 한 것입니다. 주로, 승용차나 소형트럭에 사용합니다.

비드베이스 경사각도에 따라 S드롭 센터림과 15도 드롭센터림이 있는데 이것들은 주로 트럭 및 버스의 튜브리스 타이어에 사용합니다.

(3) 세미 드롭림

 세미 드롭림은 타이어의 플라이수가 8이상이되면 비드부분이 단단하게되어 타이어의 탈부착이 곤란하게 되므로 림의 중앙부를 약간 깊게파고 사이드 링을 이용하여 타이어의 탈부착이 잘 될 수 있게 만든 것 입니다. 보통 림의 지름은 400mm 이하이고, 드롭센터림보다 웰이 부분이 얇다는 특성을 가지고 있습니다. 주로, 소형 트럭 및 버스에 사용합니다.

(4) 플랫 베이스 림

 플랫베이스림은 비드 시트부분을 한쪽에만 설치하며, 사이드 링을 추가로 설치해 타이어의 탈부착을 쉽게 하는 것이 특징으로 주로, 트럭이나 버스용 고압 타이어에 쓰입니다. 플랫 베이스림은 비드 시트가 없어 타이어에 받는 하중이 플랜지에 편중이 되어버리는 단점이 있습니다.

(5)인터 림

 인터팀은 플랫베이스림을 개량한 것으로 비드 시트부분을 보다 넓게하고 사이드림의 모양을 변형을하여 타이어를 결합시키도록 한 림으로, 인터림은 림의 폭이 넓기 때문에 타이어의 공기용적도  커지게 됩니다.

-휠의 재질에 대한 분류

 휠의 재질은 주로 4가지 정로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 많이 사용되는 것이 스틸 휠, 알루미늄 휠이지만 다른 종류에 대해서도 알아보겠습니다.

(1) 알루미늄 휠

 최근 가장 많이 사용되는 휠로, 알루미늄 합금을 사용하여 제조한 휠입니다. 위에 설명했던 바와 같이 가볍고 디자인도 좋지만, 스틸 휠에 비해 비싸다는 특징이 있습니다.

 알루미늄 휠은 주조와 단조의 두 가지 제조 방법이 있고 이 두가지는 각각 다른 특징과 장점이 있습니다. 먼저, 주조는 녹인 알루미늄 합금을 주형에 흘려 넣어 성형하는 방법입니다. 디자인의 자유도도 높고, 저비용으로 대량 생산 할 수 있지만 단조에 비해 강도가 떨어져 많은 원료가 필요하고 그 결과 무거워집니다. 또다른 방법인 단조는 알루미늄 합금에 고압의 압력을 가해 제작하는 프레스 성형하는 방법입니다. 특수한, 전문적인 생산 설비가 필요하기 때문에 판매 가격이 올라가 버리지만, 강도가 있으면서 보다 가벼운 제품이 완성됩니다.

 알루미늄 휠은 가볍고 방열성이 높으며 강도도 높다는 특성때문에 많은 승용차에 이용되고 있고, 다양한 디자인이 있어 차를 커스텀하는 사람들에게 인기가 있습니다.

<알루미늄 휠>

(2) 스틸 휠

 말 그대로 스틸인 철을 원료로 제작하는 휠입니다. 튼튼하고 저렴하게 제조 할 수 있다는 장점이 있지만, 디자인이 한정되어 있기 때문에 신차 판매시 등에서는 수지제의 휠 캡을 붙여서 출고되는 경우가 있습니다. 또한 방열성이 별로 좋지 않아서 브레이크 열을 방출하기 어렵다고 하는 단점도 있습니다.

 알루미늄에 비해 가격이 저렴하고 대량생산에도 적합하여 유통량이 많은 택시와 같은 상업용 차량이나 영업용 차량, 신차에 장착되어있는 경우가 많습니다. 용도 범위가 제한되어 있고 무게와 방열성이 떨어져 경량을 추구하는 스포츠카에 적합하지 않습니다.

<스틸 휠>

(3) 마그네슘 휠

 일반적으로 별로 볼 수 없는 휠로, 이름과 같이 마그네슘 합금을 원료로 한 휠입니다. 알루미늄보다 가볍고 튼튼하므로 스포츠카 등에 많이 사용합니다. 하지만, 가격이 매우 높고, 충격이나 염분과 같은 부식에 약한 것과 관리하기 어렵다는 등 일반적으로는 많이 사용하지 않고 있는 것이 현실입니다.

(4) 카본 티타늄으로 만든 휠

 탄소 섬유로 만든 이 휠은 단조 알루미늄 휠보다 강도가 있으면서도 보다 더 가볍고 에어밸브만 금속으로 만들어져 있다는 특징이 있습니다. 하지만 이 휠도 가격이 비싸기 때문에 사용하고 있는 곳은 일부 슈퍼카 정도 밖에 없습니다.

-휠 디자인에 대한 분류

 휠은 디자인에 따라 타입이 나뉩니다. 스포크타입, 메쉬타입, 핀, 디쉬, 에어로 타입 등이 있습니다.

(1) 스포크 타입 휠

 이 휠은 마차의 수레바퀴를 모델로 발전된 휠로 림과 보스를 연결하는 스포크의 개수가 2개에서부터 16개까지의 형태가 있지만 일반적으로 12개를 사용합니다.

(2) 메쉬 타입 휠

 메쉬 타입 휠은 그물형상을 모델로 발전된 휠로 힘의 분산이 잘되어 높은 강도를 가지고 있다는 특징이 있습니다. 스포크 타입 휠과 함께 가장 일반적인 휠입니다.

(3)핀 타입 휠

 이 휠은 빗살무늬 모양을 모델로 발전된 휠로 스포크 타입의 일종이지만 13이상의 스포크를 가지고 있으면 일반적으로 핀 타입으로 분류된다고 생각하시면됩니다.

(4) 디쉬 타입 휠

 접시 모양을 본따서 만든 휠로 높은 강도를 지니지만 휠의 옆면이 막혀있어 순환 즉 환풍성이 떨어집니다. 이를 보안하기 위해 구멍을 내거나 핀 타입 휠을 조합한 디자인이 나오고 있습니다.

(5) 에어로 타입 휠

 에어로 타입 휠은 스포크의 각도를 일정 방향으로 제작하는 형태로 높은 강도를 지니고 있다는 특징이 있습니다. 최근 스포크 타입 휠과 메쉬 타입 휠을 혼합하여 에어로 스포크 타입 휠, 에어로 메쉬 타입 휠 등으로 디자인되어 나오고 있기도 합니다.