타이어 공기압과 주파성 테스트 진창길과 바윗길 운전실력 향상을 위한
2003-11-07  |   8,011 읽음
Lesson 1 공기압에 따른 견인력의 변화를 살핀다

진창길은 일반적으로 마른 비포장도로와는 달라 타이어의 접지면을 넓히는 것만으로는 문제를 해결할 수 없다. 트레드(접지면) 블록으로 진창을 어떻게 잡느냐가 중요하다. 그리고 ‘진창을 잡기’ 위해서 진흙을 긁어내는 ‘배토성(排土性)’을 갖추어야 한다.

접지면 넓이와 배토성이 열쇠

실험차는 스즈키 짐니 SJ 30V. 타이어는 머드(mud) 타입의 ‘지오랜더 MT’이고 사이즈는 175/80 R16이다. 공기압은 2.5, 1.5, 1.0, 0.5kg/㎠ 등 4단계로 잡았다. 메이커에서 지정한 공기압은 앞바퀴 1.4, 뒷바퀴 1.8kg/㎠로 앞뒤가 다르다. 그러나 실험할 때는 앞뒤를 구분하지 않았고, 로 기어는 4L로 맞추었다.
실험장소는 표면이 마르기 시작한 진창. 발을 살짝 들이밀었더니 ‘쿨렁’ 하고 빠져들면서 물이 배어 나왔다. 짐니를 몰고 들어가 몇 번 왔다갔다하는 사이에 노면은 완전히 곤죽이 되어 버렸다. 가벼운 짐니도 타이어가 10∼15cm 정도 빠졌다. 다행히 노면은 전체적으로 평탄해 차가 주저앉지는 않았다.

실험방법은 비포장도로와 마찬가지로 앵커를 고정하고 거대한 스프링 저울을 짐니로 끌어 수치를 쟀다. 비포장도로에서는 끌기 시작해 트랙션(견인력)이 가장 많이 걸릴 때의 값을 읽었지만 이번에는 타이어의 배토성을 비교하는 목적도 있으므로 견인력이 안정되었을 때 수치를 잡았다.

먼저 2.5kg/㎠ 테스트. 타이어가 팽팽하게 부풀어 진창 위를 계속해서 미끄러졌다. 마찰열로 인해 접지면의 온도가 올라가 흰 연기를 내기도 했지만 견인력은 변화가 없었다.
차를 진창에서 빼내려고 했으나 조금만 달려도 진흙이 점점 달라붙어 트레드가 보이지 않았다. 이렇게 되자 진흙을 긁어내는 힘이 떨어졌다.

공기압을 1.5, 1.0kg/㎠로 낮추자 견인력이 점차 올라갔다. 0.5kg/㎠에서는 저울의 바늘이 500kg를 가리켰다. 2.5kg/㎠에 비해 2배에 이르는 값이다. 돌아가는 타이어를 살펴도 접지면과 사이드 월(옆면)이 평평하게 될 만큼 모양이 바뀌었다. 진흙 덩어리가 뒤로 ‘핑핑’ 날아올 정도로 배토성도 좋아졌다.

실험 후 비포장도로에 올려놓고 보니 트레드 면에 진흙이 거의 끼어 있지 않았다. 공기압만 낮춰도 배토성이 상당히 좋아진다는 것을 알 수 있다. 지난 번 비포장도로 실험에서도 타이어 접지면적은 2.5→0.5kg/㎠일 때 2.36배가 되었다. 이처럼 접지면적이 넓어지면 배토성과 견인력이 올라간다.

Lesson 2 차가 나아가는 힘을 낭비없이 전달하려면?

바윗길에서 공기압을 낮추면 두 가지 이점이 있다. 그립력이 좋아지는 것과 차의 거동이 안정되는 점이다. 바윗길 달리기의 성패를 가르는 중요한 특성이기 때문에 효과를 즉각 느낄 수 있다.

공기압 낮추기의 효과

다음으로 바윗길 실험에 들어갔다. 바윗길은 기본적으로 타이어가 땅에 닿아 있는 한 그립이 뛰어나다. 따라서 스프링 저울의 계측 실험은 하지 않았다. 게다가 차가 놓이는 자리에 따라 타이어가 공중에 뜨기도 하고 무게가 한쪽 바퀴에 모아져 견인력에 큰 변화가 일어난다. 때문에 수치 비교는 의미가 없다.

대신 차의 거동과 컨트롤에 중점을 두어야 한다. 차가 나아가는 힘을 어떻게 허비하지 않고 노면에 전달하느냐가 절실한 문제다. 따라서 설정 공기압별로 시승 소감을 들어 보았다.

먼저 2.5kg/㎠일 때의 거동부터 살펴본다. 드라이버는 <4×4매거진>의 정비 리포트에서 스즈키 SJ 30을 담당하고 있는 혼다 기자. 시험 코스는 후지령 오프로드에서 가장 험난한 곳이다.

처음에는 천천히 들어갔다. 그러나 비탈 전반의 급한 바위턱에 걸려 차를 세웠다. 다음에 어느 정도 탄력을 받아 도전하자 중반의 바위턱에 걸려 라인을 벗어나 그대로 주저앉았다. 그래도 타이어가 바위를 잡지 못했고, 흰 연기를 뿜으면서도 헛돌기만 했다. 할 수 없이 탄력을 받아 돌진했더니 짐니는 바위턱을 넘을 때마다 크게 튀어 올랐다. 박진력은 대단했지만 나아가는 속도가 차츰 떨어졌다.

0.5kg/㎠일 때는 어떨까. 먼저 차가 튀어 오르지 않았다. 바위턱에 걸려도 앞으로 나가려는 기세가 뚜렷했다. 실제 느낌은 더욱 힘찼다.
“트랙션이 잘 걸려 튀지 않는다. 튀지 않으니까 겨냥한 라인을 따라갈 수 있었다. 라인을 잘 따라가기 때문에 겁이 나지 않았고, 액셀 페달을 계속 밟을 수 있었다. 그러나 하체가 부딪치는 경우가 많았다.”

가만히 서 있을 때라면 2.5→0.5kg/㎠ 사이에 지상고가 20mm 낮아진다. 움직일 때는 타이어가 훨씬 더 짜부라지기 때문에 하체가 바닥을 칠 가능성이 높다. 결론적으로 공기압이 낮아지면 차가 더욱 힘차게 앞으로 나아간다. 이렇게 되면 무엇보다 유리한 라인을 따라갈 수 있다. 지상고가 조금 낮아지기는 하나 차가 ‘탕탕’ 퉁겨 라인을 벗어나는 쪽보다는 안전하고 확실하다.

지금까지 실험한 대로 바윗길에서는 타이어 공기압이 낮은 것이 분명히 유리하다.

Lesson 3 낮은 공기압으로 달릴 때의 위험성을 알자

마지막으로 공기압에 관한 실험을 하나 더 했다. ‘공기압을 낮추고 달릴 때의 위험성’에 대한 것이다. 타이어 공기압을 지나치게 낮추면 타이어 강성이 떨어진다. 그러면 차의 거동이 불안정해지고, 컨트롤이 힘들어진다. 특히 옆 방향 강성이 크게 떨어져 코너링 도중 코스를 벗어나는 것을 막기 어렵다. 게다가 지상고 변화도 커서 무게 쏠림이 가중된다.

지정 공기압이 이상적

나아가 타이어가 심하게 변형되어 휠 림이 노면에 닿기 때문에 휠이 상할 뿐 아니라 타이어가 벗겨지기도 한다. 또 공기압이 낮은 타이어를 장시간 굴리면 고무가 변형을 거듭해 비정상적으로 열을 낸다. 최악의 경우 타이어가 터지고 만다.
실제로 아스팔트 노면을 시속 60km로 약 3.2km 달려 보았다. 0.5kg/㎠일 때는 사이드 월의 온도가 무려 50℃로 올라갔다.

이처럼 타이어 공기압을 지나치게 낮추면 조향성이 나빠질 뿐 아니라 아주 위험하다. 공기압을 낮춘 채로 스피드를 내는 것은 절대금물. 오프로드를 통과하기 위해 특정 상황에서는 공기압을 낮추어도 무방하다.
그러나 오프로드에 도착하기 전 포장도로에서는 적정 공기압에 맞춰야 한다. 배터리로 전기를 끌어 쓸 수 있는 휴대용 컴프레서를 준비하거나 돌아가는 길에 주유소에 들러 공기를 넣어도 된다.

어떤 경우에도 공기압을 크게 낮추어 차를 몰고 다니지 않도록 한다. 장시간 극단적으로 공기압을 낮추면 타이어에 큰 변화가 일어난다. 눈에 보이지 않지만 타이어 고무가 분해되고, 점차 내구성이 떨어진다. 안전과 경제성을 위해서라도 지정 공기압은 반드시 지켜야 한다.

아울러 오프로드에서도 공기압을 함부로 내려서는 안 된다. 최저 0.5kg/㎠를 한계로 삼는다. 0.8kg/㎠ 이하로 내려갈 때는 튜브를 넣는 등 대책을 단단히 세워야 한다.




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