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[타이어ABC]①타이어 무늬가 주행능력을 좌우한다.

중앙일보 2017.11.02 10:00
 크기나 가격ㆍ디자인과 상관없이 자동차가 지면과 닿는 유일한 부분은 타이어다. 차량에 장착한 4개의 타이어가 실제 지면과 만나는 면적은 A4용지 크기 정도다. 하지만 이 좁은 면적 위에서 주행ㆍ제동ㆍ코너링 등의 성능이 결정된다. 독자들이 알아둘 만한 타이어에 관한 기본 정보를 소개한다. [편집자 주]
 
①타이어 무늬가 주행능력을 좌우한다.
 
타이어는 직접 지면과 맞닿은 상태에서 자동차의 하중과 충격을 흡수하며 달리고 서고 회전하는 등 드라이빙의 핵심적인 역할을 수행한다. 하지만 이 외에도 해야 할 일이 무수히 많다. 빗길을 달릴 때 물이 타이어 밖으로 신속하게 빠져나갈 수 있도록 수로를 열어야 하고, 조용한 음악이 더 잘 들릴 수 있도록 소음을 튕겨내거나 흡수하기도 한다. 그뿐만 아니라 거친 노면의 충격과 흔들림을 감싸 안기도 한다. 결국, 타이어는 달리는 순간 다양한 임무를 수행한다.
 
다양한 타이어의 역할 중 상당 부분을 ‘트레드’라고 부르는 부위에서 담당하고 있다. 트레드는 노면과 직접 맞닿은 부분으로, 다양한 형태의 선들이 음각되어 있다. 이 선들은 단순히 외관상 아름답게 보이거나 다른 제품과의 차별성을 부각하기 위해 새겨 넣은 것이 아니다. 타이어 트레드에 새겨진 모든 선은 각각의 기술적인 역할에 맞게 디자인된다. 
자료: 한국타이어

자료: 한국타이어

 
트레드 부위를 보면 중심에 세로로 굵게 새겨진 3~4개의 선이 있다.(위 사진 녹색) 이를 메인 그루브(Main Groove)라고 부르는데, 타이어가 물 위를 지나갈 때 신속하게 물을 배출할 수 있도록 돕는 역할이다. 이런 역할 때문일까. 메인 그루브는 최대한 많은 물을 배출할 수 있도록 10~16㎜ 정도의 넓이와 깊이로 새겨진다. 가로 방향으로 새겨진 그루브도 있다. 타이어의 좌우 방향으로 배수함으로써 메인 그루브를 돕는 역할을 하기도 하고, 직진 주행 시 더 강력한 그립력을 발휘할 수 있게 한다. 또한, 겨울에는 눈을 ‘찍고’ 가는 데 도움을 준다.  

 
이외에도 그루브 주위에 가로로 새겨진 얇은 선을 사이프(Sipe) 또는 커프(Kerf)라고 부른다. 사이프는 0.6~0.8㎜ 정도로 그루브에 비해 확연히 구별될 정도로 얇다.(위 사진 주황색) 이는 블록의 강성을 분산시켜 소음과 승차감을 향상시키는 역할을 하고 눈길에서도 추가적인 그립력을 발휘할 수 있다.   
겨울용 타이어와 사계절 타이어의 트레드 비교[자료: 106ST 타이어&휠]

겨울용 타이어와 사계절 타이어의 트레드 비교[자료: 106ST 타이어&휠]

 
그래서 겨울용 타이어에는 사계절용 타이어보다 사이프가 많은 것을 확인할 수 있다. 또 겨울용 타이어는 사계절용 타이어에 비해 깊은 블록 형태의 패턴과 커프, 배수를 위한 넓은 홈을 지닌 것이 특징이다.
 
그루브와 사이프가 만나서 하나의 블록을 형성하는데, 이 블록을 통해서 타이어의 견인력, 제동력, 고속 회전력 등 다양한 성능을 발휘할 수 있다. 그래서 그루브와 사이프의 크기, 위치, 길이, 깊이 등을 조절하여 ‘최적의 조합’을 찾아내는 것이 무엇보다도 중요하다.
 
하지만 그루브나 사이프가 너무 많으면, 타이어 표면과 노면이 접촉하는 면적이 줄어들어 제동력이 저하될 가능성이 있다. 또한, 가로 방향의 그루브나 사이프들은 주행 방향과 직각 방향으로 디자인되어 진동과 소음에 안 좋은 영향을 미칠 수도 있다. 따라서 타이어 디자인 및 연구개발자들은 타이어 퍼포먼스를 극대화하기 위해 블록의 가장자리 부분에 다양한 단면 각도를 적용하여 접지압을 균일하게 분포시키고 핸들링 및 제동성능을 향상시키는 등의 아이디어를 적용하기도 한다.
 
▣ 트레드 패턴에 따른 타이어의 분류 
[자료: 한국타이어]

[자료: 한국타이어]

 
이렇게 다양한 트레드의 선들이 모여 만들어지는 무늬를 패턴(Pattern)이라고 부른다. 
 
회전방향에 따라 여러 개의 홈을 만들어 놓은 리브 패턴은 옆방향 미끄럼에 대해 저항력이 커 조향성이 좋고 소음이 적다. 승용차용으로 많이 쓰인다. 러그 패턴은 타이어의 회전방향에 대해 직각에 가까운 홈을 여러 개 파놓아 비포장도로에서 구동력과 제동력이 강하다. 트럭과 버스용으로 적합하다. 스노타이어나 건설용 차량에 채용되는 블록 패턴은 노면과의 접촉 부분을 하나씩 독립된 블록으로 구성해 견인력과 제동력을 높이고 가로 방향의 미끄럼을 줄이는 역할을 한다. 
 
V자형 또는 Y자형 패턴은 고속 주행용 타이어에서 찾아볼 수 있는데, 직진 주행에서의 그립력을 극대화 시킨다. 타이어 패턴의 중심을 기준으로 좌우의 패턴이 다른 비대칭 타이어도 많이 출시되고 있다.
 
비대칭형 타이어는 자동차가 코너링 시 바깥쪽으로 무게가 집중되는 성질에 대응하기 위해 바깥쪽 접지력을 상대적으로 강하게 하여 코너링 성능을 더욱 강력하게 만든다. 결국 타이어 패턴 디자인은 타이어의 성능을 더욱 끌어올리기 위해 필요한 요소라는 것이다.
 
도움말=한국타이어
 
손해용 기자 sohn.yong@joongang.co.kr 
 
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