조은날: 자동차 타이어(tire),

자동차 타이어(tire), [air pressure of tire, 空氣壓, タイヤくうきあつ],

타이어 속의 공기의 압력으로 보통 낮은 것은 1kg/cm, 높은 것은 7kg/cm²임. 자동차 타이어 속 공기의 압력을 이른다.

각 타이어에 알맞은 공기 압력을 유지시켜야 주행 시 타이어에 이상 마모나 발열 등을 예방할 수 있고 또 승차감 향상과 불필요한 연료 소모를 방지할 수 있다. 타이어 공기압은 타이어의 수명과 승차감, 연료 소모와 관계가 있으므로 항상 규정의 공기압을 유지해야 한다.

타이어 공기압, [ tire inflation pressure ],

사람의 몸무게를 가장 아래쪽에서 받치고 있는 것은 신발이다. 그래서 사람은 어떤 신발을 신었는가에 따라 느껴지는 안정감이나 피로도가 다르다. 자동차 역시 마찬가지로, 승용차만 해도 약 1.5톤의 무게를 타이어 4개가 지탱하고 있는데, 고속으로 달릴 때 받는 하중을 생각하면 타이어가 얼마나 중요한지 새삼 느낄 수 있다. 그러나 자동차 운전자 중 운행 전 타이어를 확인하는 사람이 과연 몇 명이나 될까? 솔직히 말해 대부분의 운전자들은 타이어에 대해서 무관심하다고 해도 과언이 아니다.

타이어는 재질이 고무로 되어 있어 이른바 숙성 기간이 필요하다. 그래서 제조일로부터 6개월 정도 지난 제품이 최고의 성능을 발휘한다. 그렇다면 타이어는 어느 시점에 교체해야 하는지, 타이어의 공기압은 어떻게 맞추는지 살펴보자.

타이어 교체 시기,

타이어 교체는 노후화한 경우와 손상에 의한 경우로 나누어 볼 수 있다. 타이어의 수명에 대해서는 의견이 분분하지만 50,000km 주행 후나 제조 후 4년 정도라고 보는 것이 적당하다. 타이어를 자세히 살펴보면 홈이 패여 있는 것을 알 수 있는데, 이를 ‘마모 한계선’이라고 부르며, 타이어 바깥쪽 면과 마모 한계선의 경계 구분이 없어지거나 홈의 깊이가 1.6mm 정도 남으면 타이어 교체 시기로 판단한다. 자동차 정비소에서는 보통 타이어 마모 게이지를 이용해 교체 시기를 판단하는 경우가 많다.

타이어는 생산 후 시간이 지날수록 노후화하므로 구입할 때 제조 일자를 꼭 살펴볼 필요가 있는데, 많은 정보가 표시되어 있는 타이어의 옆면에서 DOT(미국 운수성, Department Of Transportation) 번호 마지막 4자리를 확인하면 된다. 예를 들어 ‘3608’이라고 적혀 있다면 2008년 36주째에 생산한 제품이라는 뜻이다. 즉, DOT 번호 마지막 4자리에서 첫 번째 두 자리는 생산 주 차, 두 번째 두 자리는 생산 연도를 의미한다.

타이어 마모 한계선ㅡ

타이어 마모 게이지,

타이어의 연식 표시,

TIP 국내 대부분의 타이어는 제조 일자가 한쪽 면에만 표시되어 있다.

타이어는 노면과 직접 접촉하는 부품이기 때문에 길에 떨어진 못이나 기타 날카로운 물건에 의해 손상을 입는 일이 많다. 타이어의 바닥면에 펑크가 난 경우라면 정비소에서 일명 ‘지렁이’라고 부르는 정비용품을 이용해 조치를 취하고 당분간 차량을 운행할 수 있다. 물론 임시 조치이므로 안전을 위해서는 빠른 시일 내에 새 타이어로 교체하는 것이 바람직하다.

손상된 타이어의 바닥은 이런 조치가 가능하지만, 문제는 타이어 옆면이 손상되었을 경우다. 모퉁이를 돌거나 보도블록 위를 오르내릴 때 타이어의 옆면이 긁히며 펑크가 발생하곤 하는데, 타이어의 옆면이 펑크 나면 무조건 교체해야 한다. 그러니 운전자는 항상 무리한 주차, 주행을 자제하도록 하자.

타이어의 사이즈는 다음과 같은 형식으로 표시되어 있는데, 각각의 표시는 어떤 의미를 담고 있는지 살펴보자.

185/75 R 14 87 V

① 185 : 타이어의 폭(mm)
② 75 : 편평비[(단면 높이/단면 폭)×100]
③ R : Radial 타이어
④ 14 : 내경 표시(inch)
⑤ 87 : 하중 지수
⑥ V : 속도 지수(별도 테이블, V인 경우 240km)

타이어에 바람이 부족할 때는 정비소를 이용하면 된다. 타이어 바람 넣는 데 요금을 받는 정비소는 없을 테니까 말이다. 그러나 요즘은 타이어 공기 주입 장비를 비치해 둔 주유소가 많아 꼭 정비소에 가지 않고도 운전자가 직접 타이어에 바람을 넣을 수 있으니 타이어 공기압 맞추는 방법은 자세히 알아 두는 것이 좋다. 자신의 자동차 타이어에 얼마큼의 바람을 넣어야 하는지는 자동차 운전자 매뉴얼에도 나와 있지만, 차량 자체에도 표시되어 있다. 운전석 문을 열면 다음과 같이 타이어 표준 공기압 스티커가 붙어 있는 것을 볼 수 있다.

타이어 점검 및 공기 보충 및 주입하기,

타이어 점검은 크게 마모 점검과 공기 주입으로 나눌 수 있다. 마모의 경우 타이어에 표시된 마모 한계선까지 얼마나 남아 있는지, 균일하게 마모가 되었는지, 편마모는 없는지 확인하면 되는데, 만약 타이어가 한쪽만 마모되었다면 전 차륜 정렬(얼라이먼트) 불량을 의심할 수 있다.

타이어에 공기가 많으면 타이어의 중앙부에 심한 마모가 발생하고, 반대로 공기가 적으면 타이어의 바깥쪽에 마모가 발생하므로 이런 경우 타이어의 공기압을 점검해 봐야 한다. 타이어의 공기압을 맞추는 방법은 다음과 같다.

1. 평평한 지대에 자동차를 주차한다.

2. 공기압 게이지에서 +, -, 버튼을 눌러 자신의 차 타이어에 맞는 수치를 세팅한다.

3. 타이어 공기 주입구의 마개를 손으로 돌려 연다.

4. 타이어 공기 주입기에 호스를 결합하면 미리 설정한 수치만큼 자동으로 공기가 주입되거나 빠진다.

다양한 자동차의 휠,

고속주행과 공기압,

섀시는 이렇게 되어 있다,

타이어의 성능은 공기 압력에 의존하는 면이 크지만 공기 압력의 변화가 10% 정도일 경우 성능의 특성은 크게 변하지 않는다. 또한 공기 압력은 시간이 경과됨에 따라 조금씩 낮아지기 때문에 정기적인 점검이 필요하다.

레이디얼 타이어의 경우 노면에 가까운 부분의 변형이 크기 때문에 눈으로만 보았을 때는 공기 압력의 상태를 확인하기 어렵기 때문에 압력계로 측정할 필요가 있다.

튜브리스 타이어는 타이어 내측에 공기가 잘 통하지 않는 고무층의 이너 라이너(Inner Liner)와 휠(Wheel)에 의해 공기를 유지하고 있다. 경우에 따라서 휠에 크랙이 발생하여 공기가 빠져나오는 경우도 있으나 타이어가 튜브리스화 되면서 펑크는 상당히 감소되었다.

고속도로를 주행할 때에는 타이어의 공기 압력을 일반도로를 주행할 때보다 0.2~0.3kgf/cm2 또는 10% 정도 높여 주행하도록 적극 홍보된 적이 있었다. 1990년대까지만 해도 타이어 카탈로그의 사용상 유의사항에 이러한 내용이 작은 글자로 적혀있었다. 카탈로그에 공기의 압력을 높여야 하는 이유가 설명되지는 않았지만 당시의 설명으로는 공기의 압력이 낮은 상태에서 고속으로 주행했을 경우 접지 부분의 고무에서 발생하는 열에 의해 타이어가 열화(劣化) 및 스탠딩 웨이브(Standing Wave) 현상이 발생하여 위험하기 때문이라는 것이 그 이유였다.

일반적으로 고무는 팽창하거나 수축하면 열을 발생시키는 성질을 가지고 있으며, 그 열에 의해 고무가 열화(劣化) 된다는 것을 알고 있을 것이다. 고속도로가 아니라도 조금 험한 주행을 한 후에 타이어를 만져보면 확실히 열이 발생되어 있는 것을 알 수 있다. 그러나 현재는 타이어의 제조기술이 발전되어 서킷 레이싱(Circuit Racing)의 주행일 경우를 제외하고 타이어가 손상을 받을 정도의 열에 의한 열화는 생각할 수 없다.

스탠딩 웨이브(Standing Wave)는 바이어스 타이어(Bias Tire)가 공기 압력이 낮은 상태에서 드럼 위를 주행할 때 타이어의 접지면 뒤에서 발생하는 물결 형상으로 1951년 영국에서 발견되었다. 타이어가 구를 때 접지부에서 변형된 트레드는 노면과 떨어지면 원래의 위치로 돌아가려고 하는데 고속으로 주행하는 상태에서는 타이어의 회전이 빠르기 때문에 트레드가 원래의 위치로 돌아가지 못한 상태에서 순간적으로 다시 접지되어 일정속도를 넘으면 접지부의 뒤에서 정상파(스탠딩 웨이브)가 발생되는 것이다.

정상파(定常波)가 발생하기 시작하는 속도는 트레드의 두께 등 타이어의 구조에 의해 결정되는데 가장 많은 영향을 미치는 것은 타이어가 원래의 형태로 되돌아오려고 하는 회복력으로 레이디얼 타이어(Radial Tire)는 강성이 높은 벨트가 있기 때문에 힘이 크고 발생 한계속도도 크다. 따라서 현재 일반적으로 사용되고 있는 공기 압력의 범위에서는 레이디얼 타이어는 발생되지 않는 현상이라고 생각해도 좋다.

이렇게 보면 고속주행을 할 때 공기의 압력을 10% 정도 높인다고 하는 것은 대부분이 재래식 타이어인 바이어스 타이어에 해당하는 것이 대부분이며, 타이어의 고속성능이 충분하지 않았던 시절의 이야기이다. 그렇다면 현재는 공기 압력과 관계없는 것인가라고 묻는다면 결코 그렇지 않다. 타이어의 성능은 공기 압력에 의해 좌우된다는 사실에는 변함이 없다.

공기 압력을 조절했을 때 자동차의 스티어링과 승차감(乘車感)이 어떻게 변화되는지 이러 저러한 이치를 따져보는 것 보다 자신의 자동차로 확인해보는 것이 훨씬 낫다. 승용차의 운전석 도어를 열면 그 아래에 자동차에 장착되어 있는 타이어 크기와 공기압을 나타내는 라벨(Label)이 부착되어 있다. 이 공기 압력이 지정된 공기 압력, 또는 권장 공기 압력이다.

일반적으로 라벨에 적힌 공기 압력(지정 공기 압력)대로 사용하고 있지만 기회가 있을 때 카센터에서 공기 압력을 0.2~0.3kgf/cm2 정도 높이거나 낮추어 주행해보면 그 차이가 어느 정도인지를 알 수 있다. 실제로 운전 경험이 많은 운전자일 경우 0.2~0.3kgf/cm2 정도의 공기 압력의 차이에 의해 자동차의 특성, 특히 한계에 가까운 주행을 했을 때의 특성 차이를 감지할 수 있다. 보통 사람의 경우 0.4~0.5kgf/cm2 이상의 압력으로 변화되지 않으면 차이를 잘 알 수 없다. 이러한 이유에 의해 고속 주행시 타이어의 공기 압력을 더 높여야 한다는 말은 근거를 잃어가고 있다.

현재 승용차 타이어는 예전부터 사용되던 공기를 넣는 튜브가 없는 튜브리스 타이어(Tube-less Tire)를 사용한다. 타이어 내측에 공기가 잘 통하지 않는 고무가 있어 공기가 누출되는 것을 방지하고 있지만 공기는 고무를 투과하는 성질이 있어 공기 압력은 조금씩 낮아진다.

고속도로 주행시 타이어 사용의 실태에 대해 조사한 적이 있는데 펑크 상태에 가까운 공기 압력이 낮은 타이어로 아무렇지도 않게 주행하는 운전자가 조사대상의 15% 전후였다는 데이터가 있다. 공기 압력이 낮으면 고속성능은 물론 차량의 하중을 지지하면서 주행 및 회전, 정지하는 등 타이어의 기본적인 성능을 발휘할 수 없게 된다. 이 때문에 주행 전에 타이어의 공기 압력을 점검하는 습관을 들여야 한다.

타이어에 부착된 자동감지 센서를 통해, 타이어의 공기압과 온도 등의 정보를 제공하는 장치.

타이어공기압자동감지시스템, 타이어압력감지시스템, 타이어압력모니터링시스템이라고도 한다. 자동차 타이어의 공기압이 너무 높거나 낮으면 타이어가 터지거나 차량이 쉽게 미끄러져 대형사고로 이어질 가능성이 있다. 또 연료 소모량이 많아져 연비가 악화되고, 타이어 수명이 짧아질 뿐 아니라, 승차감과 제동력도 많이 떨어진다.

이러한 타이어의 결함을 막기 위해 차량에 장착하는 안전장치가 TPMS이다. 타이어에 부착된 전파식별(RFID)센서로 타이어의 압력과 온도를 감지한 뒤, 이 정보를 운전석으로 보내 운전자가 실시간으로 타이어의 압력 상태를 점검할 수 있게 설계되어 있다. 이 시스템을 이용하면 타이어의 내구성·승차감·제동력 향상은 물론, 연비도 높일 수 있고, 주행 중 차체가 심하게 흔들리는 것도 막을 수 있다.

공기압 경보장치(TPMS),

타이어 공기압이 부족해서 발생하는 사고는 예기치 못한 대형사고로 이어지기도 한다. 공기압 과다 역시 타이어 마모 등 안전상의 문제를 불러일으킬 수 있다. 타이어 마모가 심한 상태에서 장시간 고속주행을 하게 되면 파손될 가능성이 크고, 위급한 상황에서 브레이크를 밟아도 타이어가 미끄러져 제동거리가 길어지게 된다. 참고로, 타이어의 교체 시기는 보통 5만㎞ 전후다. 1년에 2만㎞를 주행한다면 2~3년이면 교환을 해줘야 한다는 얘기다. 교체 주기가 상대적으로 길고 육안으로 공기압 구분이 쉽지 않은 점에서 안전관리에 둔감해질 수밖에 없는 것이다.

공기압 10% 이하땐 수명 15% 감소,

한국제품안전학회의 조사에 따르면 우리나라 운전자 중 83.7%가 타이어 공기압 관리에 대해 중요하다고 인식하면서도 정기점검을 받는 경우는 11.2%에 불과했다. 또 절반에 못 미치는 45.2%만이 운전자의 차량정비 시 공기압을 점검하고, 29.5%의 운전자는 공기압이 빠진 것을 직접 인지했을 때 공기압을 측정, 재조정하고 있는 것으로 나타났다.

타이어 공기압의 변화가연비 등에 미치는 영향은 어떨까. 타이어 공기압이 적정 수준에서 10% 떨어지면 타이어 수명이 15% 정도 줄어든다고 한다. 압력이 0.21바(bar·공기압 측정 단위) 낮아지면 연료도 1.5% 더 소비된다. 무엇보다 제동성능이 저하되고 타이어 펑크사고로 이어지는 원인의 75%는 타이어 공기압 저하에서 비롯된다는 흥미로운 통계도 있다.

운전 중에 발생하는 급작스러운 타이어 공기압 변화는 생명과도 직결되는 사안인 만큼 꾸준한 관심이 요구되는 것이다. 이러한 문제의식에서 비롯된 게 바로 ‘타이어 공기압 측정장치’(TPMS·Tire Pressure Monitoring System)이다. TPMS는 쉽게 말하면, 자동차가 스스로 타이어 공기압을 체크해 운전자에게 알려주는 시스템이다.

TPMS는 타이어 휠 내부에 장착된 센서가 타이어 내부의 공기압과 온도를 측정해 이 정보를 무선으로 보내 실시간으로 타이어 압력상태를 점검할 수 있다. 반도체 전용칩으로 구성된 센서는 정확한 압력측정이 가능하다. TPMS는 1개 이상의 타이어에 공기압이 낮음이 감지되면 운전자에게 경고를 보내고, 보통 계기판에 타이어 저압 경고등을 점등시키는 방법이 사용되고 있다. 일부 제품은 룸미러에 경고등이 있는 경우도 있고, 경보음을 함께 내주는 제품도 있다.

10여 년 전 ‘파이어스톤 파문’ 계기 관심 고조,

TPMS는 10여 년 전, 하나의 사건이 계기가 되어 본격적으로 주목받기 시작했다. 2000년 7월 일본계 타이어회사이자 미국 시장 점유율 2위의 파이어스톤사와 미국에서 가장 사랑받는 자동차 브랜드 포드가 타이어의 결함을 은폐한 사실이 공개돼 큰 파문이 일었다. 당시 파이어스톤의 타이어는 주행 중 잇달아 펑크가 나면서 무려 88명의 목숨을 앗아갔다. 하지만 파이어스톤은 미국 이외 지역의 리콜을 거부키로 하는 등 적절치 못한 대응으로 되레 화를 자초하고 말았고, 이후 궁지에 몰린 파이어스톤은 전 세계 타이어 650만 개에 대한 리콜을 하고 3억 5,000만 달러의 손실을 입은 채 결국 파산하고 말았다.

이를 계기로 미국 의회는 자동차리콜강화법인 트레드(TREAD)를 제정하게 되고, 자동차업체들로부터 정보 수집이 가능하게 된 미 도로교통안전국(NHTSA)은 잠재적인 자동차 결함에 대한 소비자 경고는 물론 결함에 대한 고의적 보고 위반 시 범죄적 책임을 물을 수 있게 됐다. TPMS에 대한 관심은 이때부터 커져갔다. 자동차 업체들과 소비자 모두 타이어 관리의 중요성을 새삼 깨닫게 됐고 여론은 안전장치를 법제화해 줄 것으로 강하게 요구하고 있었다. 오랜 연구 끝에 NHTSA는 2007년 9월 1일 이후 판매되는 모든 차량에 타이어 공기압 누출을 운전자에게 알리는 TPMS의 장착을 의무화했다. TPMS 장착 의무화는 여러 긍정적인 결과를 낳고 있다. 미국은 2007년 이후 연간 교통사고 사망자 124명, 부상자 8,500명이 감소했다.

유럽에서는 TPMS 장착으로 온실가스가 약 3.2g/km 감소한다는 조사결과를 내놨으며, 서유럽에서는 2012년 말부터 TPMS 장착을 의무화해 2014년 말부터는 모든 차량에 TPMS가 장착될 예정이다.

TIP 국내 대부분의 타이어는 제조 일자가 한쪽 면에만 표시되어 있다.

타이어 휠 내부에 장착된 센서가 타이어 내부의 공기압과 온도를 측정해 실시간으로 운전자에게 타이어 압력상태를 제공한다. <사진 제공 : 현대자동차>

10여 년 전 ‘파이어스톤 파문’ 계기 관심 고조,

이를 계기로 미국 의회는 자동차리콜강화법인 트레드(TREAD)를 제정하게 되고, 자동차업체들로부터 정보 수집이 가능하게 된 미 도로교통안전국(NHTSA)은 잠재적인 자동차 결함에 대한 소비자 경고는 물론 결함에 대한 고의적 보고 위반 시 범죄적 책임을 물을 수 있게 됐다. TPMS에 대한 관심은 이때부터 커져갔다.

자동차 업체들과 소비자 모두 타이어 관리의 중요성을 새삼 깨닫게 됐고 여론은 안전장치를 법제화해 줄 것으로 강하게 요구하고 있었다. 오랜 연구 끝에 NHTSA는 2007년 9월 1일 이후 판매되는 모든 차량에 타이어 공기압 누출을 운전자에게 알리는 TPMS의 장착을 의무화했다. TPMS 장착 의무화는 여러 긍정적인 결과를 낳고 있다. 미국은 2007년 이후 연간 교통사고 사망자 124명, 부상자 8,500명이 감소했다.

최근래 국내 자체 개발에 성공한 TPMS가 지난 3월 출시된 신차에 장착되었다. <사진 제공 : 현대자동차>

국내 2013년부터 의무 장착,

국내에서도 TPMS의 자체 개발에 성공했다는 소식이 전해졌다. 세계 타이어 공기압 경보장치 시장을 장악하고 있는 TRW 오토모티브, 콘티넨탈 등을 상대로 국내업체가 본격 진출했다는 점에서 평가를 받고 있다. 지난달부터는 유럽에서 양산되는 소형 CUV 차량에 국내 개발 TPMS가 장착되고 있다.

전문가들은 국내 TPMS의 장착률이 2020년 70%까지 늘어날 것이라 예상하고 있다. 따라서 TPMS와 관련한 첨단기술 개발 속도도 탄력을 받을 것으로 보인다. 국내에서는 2013년 1월 1일부터 새롭게 양산되는 모든 승용차와 3.5톤 이하 승합화물 특수차량에 TPMS가 의무적으로 장착된다.

타이어의 MAX표시의 공기압의 80%를 넣어야 한다는 상식이 너무 많이 퍼져 있는데 이는 잘 생각해야 할 것 같습니다. 타이어의 최대 공기압은 타이어의 성능 수치일 뿐이지, 자동차 운행 전체의 적정 공기압과 다를 수도 있죠.

자동차 제조사에서 권장하는 "적정공기압"은, 해당 자동차의 연비, 승차감,인원, 공차 무게, 타이어 수명, 안정성 등을 모두 고려한 수치 입니다. 그럼에도 현실은 정비소에서 40이상으로 맞추어 주는것은 타이어 성능의80~85%를 기준으로 할 경우가 있습니다. 이는 사실 시간이 지남에따라 바람도 조금씩은 빠지게 되는데 일부 운전자들이 바람이 빠져도 정비를 안 하기에 미리 충분히 넣어 놓는 성향도 있다고 합니다. 적게 넣을경우 파손 위험도 있고...경우에도 40전후로 넣고 다니다 2틀전 쏘렌토 메뉴얼의 적정 34psi 공기압보다 조금 높은 36psi로만 조정 했는데도 신세계를 경험 했습니다. 승차감,소음등이 변한 것이죠. 주의 할점은 되도록 아침 냉간시 넣어야 합니다.

이런경우도 있겠지만 운행하다보면 각기 닫는 타이어 접촉면에 따라 4개 각타이어 열 팽창으로 정확한 타이어 공기압을 넣는다는게 힘들거든요.. 냉간시엔 수축으로 또 다르게 나옵니다..하루전 36psi로 맞추었음에도 운행중에 차에 내장되어 있는 TPMS로 실제 체크해보니 열 팽창으로 네개 혹은 두개씩 37~38psi로 지속적으로 변하를합니다. (하나는39psi) 경험적으로 타이어 공기압 체크기가 있어 실험 해본결과 입니다. 이건 전적으로 제 경험에만 해당되고 절대값이 아니니 참고만 하시길 바랍니다.

"적정 공기압은 차량 문 안쪽 스티커, 연료 뚜껑 안쪽 또는 차량 매뉴얼에 기재되어 있습니다.

참조항목,

자동차, 타이어

카테고리,
기술과학 > 자동차공학 > 자동차일반

출처 & 참고자료,

[한국타이어, 금호타이어, 현대기아자동차 취급설명서 등등]

[ 타이어 [tire] (내 차 사용설명서, 2013..)

[타이어 공기압 [tire inflation pressure] (자동차 용어사전, 2012.., 자동차용어사전편찬회)

[자동차 용어사전 2012. 5. 25. 책보러가기]

[고속주행과 공기압 (섀시는 이렇게 되어 있다, 2010. 2. 10., 사와타리 쇼지, GP기획센터)

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[고속주행과 공기압 (섀시는 이렇게 되어 있다, 2010. 2. 10., 사와타리 쇼지, GP기획센터]