자동차 핸들링에서 가장 중요한 구성 요소 중 하나는 타이어입니다. 이상적인 상황에서 타이어는 운전면과 접촉하는 자동차의 유일한 부품이므로 예상되는 조건에 맞게 적절한 설정을 갖추는 것이 중요합니다. 물론, 이는 간단한 질문을 제기합니다. “좋은” 타이어 세트를 정확히 정의하는 것은 무엇입니까? 아니요, 가격이 얼마인지도 중요하지 않으며, 벽에 붙어 있는 브랜드 이름도 중요하지 않습니다. 대답은 마찬가지로 분명합니다. 견인력입니다.
타이어는 노면에 따라 견인력을 최적화하도록 설계된 다양한 기능과 트레드 패턴을 갖춘 특수 부품입니다. 예를 들어, 겨울용 타이어에는 종종 사이프가 있어서 좋은 하이킹 부츠처럼 눈에 더 잘 물릴 수 있습니다. 한편, 경주용 슬릭과 세미 슬릭은 거의 매끄러우며 거의 매끄러워서 끈적하고 매끄러운 트랙 표면의 견인력을 최적화합니다. 로드 타이어는 일반적으로 일반 포장 도로, 비가 오는 조건, 느슨한 잔해로 가득 찬 위험한 구덩이 등에서 적절한 견인력을 유지하는 타이어 등 모든 용도로 사용됩니다. 이는 여러분이 매일 운전하는 부분이며, 타이어 제조업체는 이를 알고 그에 따라 타이어를 설계합니다.
그런데 그들은 정확히 어떻게 타이어를 디자인합니까? 견인력의 기본 물리학은 무엇입니까? 타이어의 작동 방식에 영향을 미치는 요인은 무엇입니까? 실제로 여기서 논의할 두 가지 주요 구성 요소는 타이어 자체의 디자인과 해당 타이어가 사용되는 방식입니다. 그것을 분석해 봅시다.
타이어 디자인이 핸들링 특성을 결정하는 방법
타이어의 성능은 구성에 사용된 재료, 트레드 패턴 및 폭이라는 세 가지 측면에 의해 결정됩니다.
첫째, 타이어는 단지 고무로만 만들어진 것이 아닙니다. 타이어는 합성 필라멘트와 금속 필라멘트를 포함한 여러 핵심 구성 요소의 조합입니다. 합성 고무와 천연 고무가 모두 사용되었으며, 한 측벽 비드에서 다른 측벽 비드까지 수직으로 이어지는 강철 라이닝도 있습니다. 타이어 코드로 알려진 타이어 코드는 타이어를 방사형으로 정의하며 매일 보는 대부분의 타이어에 사용됩니다. 이 모든 재료는 함께 작용하여 구조와 강성을 제공합니다.
타이어 트레드는 타이어 몸체를 둘러싸는 외부 껍질과 같은 역할을 합니다. 그렇습니다. 이것이 적절한 용어입니다. 현대 타이어는 카커스와 트레드라는 두 가지 주요 구성 요소로 조립됩니다. 두 개는 서로 맞춰지고 외부 테두리에 트레드 패턴이 있는 기계 내부에서 경화됩니다. 이 패턴은 도로 표면에 따라 다양한 수준의 그립을 제공할 수 있습니다. 거의 모든 타이어 제조업체에는 고유한 트레드 패턴이 있으므로 기본 주행 표면에 가장 적합한 것이 무엇인지 조사하는 것이 중요합니다.
마지막으로 구름저항과 폭의 개념이다. 폭이 좁은 타이어는 도로에 더 적은 양의 재료를 제공하므로 더 효율적입니다. 반대로, 더 넓은 타이어는 더 많은 구름 저항을 제공하므로 파운드 대비 파운드당 접지력이 좁은 타이어보다 더 접지력이 좋습니다. 이것이 바로 슈퍼카가 이러한 넓은 타이어를 자주 사용하는 이유입니다. 타이어가 넓어지면 지면 압력도 낮아져 오프로드 및 농업용으로 이상적입니다.
타이어 사용에 따라 접지력이 어떻게 변하는가
타이어 그립은 일정하지 않습니다. 이는 직접 제어할 수 있는 변수와 단순한 운전의 부산물인 변수의 수에 따라 변동됩니다. 예를 들어 타이어 공기압을 생각해 보십시오. 이는 구름 저항의 개념으로 돌아갑니다. 타이어에 펑크가 나면 어떻게 되나요? 자동차의 무게로 인해 도로가 눌려집니다. 타이어가 노면에 많이 닿을수록 구름저항은 높아지지만, 이는 트레드의 중앙 부분이 노면에 맞게 모양이 맞지 않아 접지력이 저하될 수도 있음을 의미합니다.
특히 격렬한 운전을 하거나 트랙에서 경주하는 경우 고려해야 할 또 다른 변수는 타이어 온도입니다. 차가운 타이어는 뜨거운 타이어보다 유연성이 떨어집니다. 그것이 바로 고무가 작동하는 방식입니다. 하지만 도로 표면은 완벽하게 평평하지 않습니다. 자세히 보면 무엇보다 화산층에 가깝습니다. 고무가 제 역할을 하려면 작은 크레바스를 파고들어야 합니다. 이것이 바로 차가운 타이어가 경주에서 매우 느린 이유입니다. 타이어가 뜨거워질수록 타이어 내부의 공기도 더 뜨거워지므로 타이어가 뜨거워지면 타이어의 PSI도 올라가 핸들링이 달라집니다.
마지막으로 타이어 마모입니다. 노면이 움푹 들어가고 고무 소재를 자극하도록 설계되었기 때문에 타이어가 더 이상 모든 표면적을 파고들 수 없기 때문에 타이어가 마모됨에 따라 견인력 손실을 경험하게 됩니다. 이는 F1 자동차에 어울리는 부드러운 타이어가 있는 매끄러운 트랙 표면에서는 문제가 되지 않지만, 일반 도로의 경우 이는 무엇보다도 제동 거리가 길어지고 악천후 시 핸들링이 더 나빠진다는 것을 의미합니다.
