1926년 Type 41 르와이얄

(1)

(2)

Wheel and Tire

• 바퀴는 인류 역사상 가장 위대한 발명품 중 하나이다.

• 자동차는 타이어에 갇혀 있는 공기 위에 떠 있는 기계라고 한다.

• 타이어는 내부에 공기를 품어 자동차 하중을 지탱하며 지면으로부터의 충격을 흡수해 승차감을 향상시킨다.

• 타이어가 예전의 수레바퀴처럼 재질이 나무였다면 지금처럼 자동차의 획기적 발전은 없었을 것이다.

Wheel Tire

(3)

타이어의 역사

아카데미서적”자동차과학”인용

(4)

타이어의 역사

자전거에 적용 특허품

(5)

금호타이어 홈페이지 인용

(6)

Wheel

◈ 휠의 역할 Î 휠은 타이어를 지지하고 타이어와 일체로 되어있다.

① 차량의 중량을 지지한다.

② 노면으로 받는 진동, 구동력 및 제동력, 충격력을 받으며 충격을 흡수한다

③ 선회할 때 생기는 원심력에 견딘다.

(7)

Wheel

◈ 휠의 종류

① 디스크 휠 : disk wheel은 연강판을 프레스로 성형하여 제작하고 용접으로 림과 결합

② 경합금 휠 : 경합금 휠은 알루미늄 함금 혹은 마그네슘 함금으로 특수 주조 및 단조

③ 스포그 휠 : spoke wheel은 림과 허브를 강선으로 연결한 것이며 중량이 가볍고 충격 흡수가 좋아 주로 이륜차 및 스포츠카에서 많이 사용한다

(8)

1971년 자동차설계전문가이며 카레이서, 패션디자이너인 영국의 로버트 얀켈씨가 팬더라는 회사를 설립하여 재규어 스포츠카를 모방한 클래식한 디자인의 차를 만들었다.

팬더사가 자금난을 겪자 진도그룹이 인수 후 1987년 쌍용자동차가 재인수하였다.

2000cc와 2900cc 두 종류이며 약 100대 생산 중 2/3는 수출, 현재 국내 34대 등록

(9)

Wheel

◈ 알루미늄 휠의 역사

• 60년대 합금기술의 발전은 오늘날 자동차의 알루미늄 휠을 우리에게 선사하였다.

• 60년대부터 세계적으로 붐이 일기 시작한 알루미늄 휠이 우리 나라에서도 최근 각광을 받고 있는 필요 옵션이 되었다.

• 알루미늄 휠은 1924년 프랑스의 부가티 자동차 회사가 자사 경주용 차량에 사용한데서 시작되었다.

• 주철 휠에 비해 가볍고, 또 열을 쉽게 발산시켜 브레이크 성능을 좋게 한다는 사실이 높이 평가 되었다.

◈ 알루미늄 휠의 장점

• 비중이 철의 3분의 1 밖에 안되기 때문에 주철 휠보다 안전도를 고려하여 훨씬 가볍게 만들 수 있다.

• 주철에 비해 충격흡수 능력이 3배나 강하다.

• 완전한 원이 되어 바퀴의 밸런스가 아주 좋아진다.

• 승차감을 좋게 해주며 연비가 좋아지며 안정성, 경제성과 패션성으로 고급승용차, 전시용 차 뿐 아니라 소형차에서도 각광을 받고 있다.

(10)

• 알로이 휠을 처음 선보인 것은 1924년 스포츠카 부가티였다.

하지만 높은 가격 때문에 일반승용차에 적용되지 못했다.

• 알로이 휠이 각광을 받은 때는 석유 파동으로 휘발유 가격이 하늘 높은 줄 모르고 치솟던 70년대 이후부터이다.

차체 경량화를 통한 연비향상이 중요 현안으로 대두됐기 때문이다.

• 최근에는 자동차 경주에서 주재질이 마그네슘인 알로이 휠도 선보이고 있다.

Wheel

(11)

자동차 이야기

이탈리아 밀란의 예술가 집안에서 태어난 부가티는 예술가의 핏줄을 이어 받은 그의 예술적 감각과 엔지니어로서의 그의 능력이 조화를 이루어 20세기 슈퍼카 제작자의 반열에 그의 이름을 올려놓게 된다.

그는 1881년 9월 15일 태어났다. 어려서부터 자동차에 관심이 많았던 그는 17세인 1898년 최초로 4륜 자동차를 만들게 된다. 이는 나중에 부가티 최초의 모델이란 의미로 Type1이라 명명받게 된다.

그 뒤 1901년 밀란 오토쇼에서 그는 두번째 모델(type2)을 선보이게 되며 이 모델은 밀라노시장의 대상과 프랑스 모터클럽의 명예상을 받게 되며 이를 계기로 1902년 독일로 간 그는 오스트리아의 디이트리히(Dietrich)자동차회사와의 계약하에 디히트리히-부가티란 이름으로 (type3,4,5)으로 1902부터 1904까지 약 100여대를 생산하게 된다.

부가티는 계속해서 Type 6,7,8,9를 만들었으며 1909년에서야 비로소 현재는 프랑스령으로 있는 스트라스버그(Strasbourg)근교의 몰세임(Molsheim)에서 그의 소유 자동차사를 설립되게 된다.

이때부터 모든 모델에 부가티란 이름이 붙게 된다. 그는 당시에는 감히 생각할 수 없었던 한발 앞선 디자인의 훌륭한 소형스포츠카를 만들었으며 1910년 파리 모터쇼에서 그의 차는 많은 호평을 받는다.

이때 부가티는 유명한 명언을 남긴다. "지나치게 아름답다거나 너무 비싸다는 말은 존재하지 않는다.

(Nothing is too beautiful, nothing is too expensive")

예술적인 안목 못지않게 기술적인 방면에서도 뛰어난 부가티는 그의 아들 진 부가티(Jean Bugatti)와 함께 유니크한 디자인으로 많은 투어링, 레이싱 그리고 스포츠카를 만들게 된다. 그 중 1924년에 그랑프리를 위해 탄생한 직렬8기통 2.0ℓ엔진의 Type35 경주차는 20년대 유럽 레이스를 휩쓸며 부가티의 명성을 드높였다. 타입 35는 2년 사이에 자그마치 1천 승을 넘겨 사상 최고기록을 갖고 있으며 이 기록에는 1926년에 거둔 그랑프리 12승도 들어있다.

그리고 1926년에는 부가티 초호화 차량인 로얄 타입41 렉셔리 모델이 제작되었으며 중량이 2.5ton, 길이가 6.7m에 이른다. 그 중 본네트 길이만 2m이다. 로얄 타입41 렉셔리 모델에는 직렬 8기통 12.7리터의 300마력 엔진과 3단 변속기가 탑재되었으며 2단에서 최고속력 145km를 나타내었다.

그리고 1936년에 제작된 아름다운 아틀란틱 쿠페도 부가티의 명품중의 하나다. 그는 스타일링에 크게 신경썼을 뿐 아니라 부품 하나하나에도 예술적인 감각을 불어 넣었다. 그가 처음 사용한 말발굽 형태의 라디에이터 그릴은 이후 바로 부가티의 상징이 된다.

부가티는 1939년에 일어난 제2차 세계대전으로 공장이 중단되는 등 결정적인 타격을 입게 되며 급기야 에토레 부가티는 전쟁 직후인 47년에 생을 마감하게 된다.

에또르 부가티(Ettore Bugatti) 1881-1947 이탈리아

(12)

자동차 이야기

1926년 Type 41 르와이얄

세계 기네스 기록에 등록된 공식자료에 따르면 세계에서 가장 비싼 차는 부가티 타입41 르와이얄 스포츠 쿠페다.

이 차는 1990년 4월12일 일본인이 1천500만달러(약 152억1,300만원)에 구매한 것으로 알려졌다. 1927년 처음 제작됐고 직렬 8기통 12.7ℓ 250마력 엔진에 3단 변속기를 장착, 2단 기어에서 시속 145km의 성능을 냈다. 전체 길이는 6.7m, 보닛 길이 2m, 휠베이스만도 보통 소형차의 길이인 4.3m나 된다.

부가티는 원래 이 차를 25대 생산할 계획이었으나 1929년 대공황을 맞아 6대만 세상에 내놓았으며 모두 고가로 판매됐다.

(13)

자동차 이야기

1926년 Type 41 르와이얄

(14)

자동차 이야기

이건희 전 삼성그룹 회장의 소장품 중 하나인 1928년형

부가티35B 레이싱카가 250만 파운드(약 54억원)에

팔렸다.

(15)

자동차 이야기

세계 자동차 기네스 기록의 공식자료에 따르면 별도의 엔진 튜닝을 하지 않은 일반 양산차 가운데 가장 힘이 센 차는 부가티가 양산해 온 베이론이다.

이 차는 16기통 8ℓ 1,001마력의 슈퍼 카로 최고시속 407km의 성능을 자랑한다.

판매가격도 140만달러(약 14억원)에 달한다.

당초 많은 사람들은 베이론의 양산에 대해 반신반의했으며, 실제로 이 차는 모터쇼에 콘셉트 카로 데뷔한 지 6년 만에야 거리로 나왔다. 회사 측은 지난 1999년 도쿄 모터쇼에서 이 차를 처음 소개한 이후 양산을 위한 여러 걸림돌들을 해결해 왔던 것이다.

일명 ‘베이른 프로젝트’는 2003년 미국 캘리포니아 주 라구나 세카 경기장에서 믿을 수 없는 랩 기록을 세운 이후 시작됐다.

이 차의 최고시속은 400km 정도. 그러나 엔진 과열과 안정적이지 못한 최고속력 등이 문제점으로 나타났다.

Bugatti Veyron 16.4

(16)

Tire

• 래디알 타이어(RADIAL TIRE)

래디얼 타이어는 카카스의 코드 방향이 중심선에 대해 약 90도 방향으로 배열되어 있고 또 그 위에 강력한 벨트를 부착하여 고속 및 안전주행에 적합하도록 설계되어 있다.

• 바이어스 타이어(BIAS TIRE)

카카스의 코드 방향이 타이어의 중심선과 약 35도의 각을 이루고 있는 타이어

belt

(17)

Tire

(18)

Tire

(19)

(20)

대형타이어

(21)

(22)

(23)

Tire

(24)

• 205/55R16 라고 표기된 경우를 보자.

205란 타이어 중 노면에 직접 닿는 트레드 부분의 단면 폭이 205mm이며,

55란 타이어 단면과 높이의 비율이 55%라는 것을 표시한 것이다.

다시 말해 타이어의 단면은 205mm이고 높이는 113mm라는 얘기다.

보통 50시리즈니 60시리즈니 하는 것이 바로 이 편평비를 일컫는 것이다.

• 맨 뒤의 16은 타이어를 장착하는 휠의 지름을 인치 단위로 표시한 것이다.

Tire

(25)

Tire

하중 지수 승용차

(passenger car desination)

(26)

• H이니 V이니 하는 약자는 무엇일까?

앞의 약자 H, V는 타이어가 달릴 수 있는 한계 시속을 나타내는 것이며, 뒤의 R은 레이디얼 타이어란 표시다.

표에 나타난 것처럼 H의 경우는 210 km/h, V의 경우는 240 km/h가 한계속도라는 말이다.

• 전문가들은 타이어를 선택할 때 자동차의 최고속도보다 20%

정도 높은 종류를 선택하는 것이 적당하다고 조언한다.

Tire

(27)

최대 하중 최대 공기압

트레드 플라이 수 사이드월 플라이 수

(28)

제조 주(weekend), 년(year) (예) 52주 2005년

DOT (미국 교통성 허가 번호) 생산 제조국 공장 코드

(29)

(30)

(31)

Tire

방탄타이어 (run flat tire)

(32)

• 무작정 트레드 부분이 넓은 초광폭 타이어를 선호하는 것도 반드시 좋은 것만은 아니다. 이른바 50시리즈니 하는 초광폭 타이어를 사용하면 접지면적이 넓어지는 만큼 주행 안전성도 좋아지고 제동거리도 짧아지는 장점이 있다.

하지만 접지면적 위를 받쳐주는 공기의 양도 적고, 늘어난 접지면적만큼 노면의 충격을 더 받게 된다.

또한 접지면적이 넓으면 물이 고인 노면을 달릴 때 수상스키를 타듯 미끄러지는 수막현상(hydroplaning)이 더 생기는 단점도 있다.

Tire

(33)

Tire

(34)

Tire

◈ 스탠딩 웨이브 현상

타이어 공기압이 낮은 상태에서 자동차가 고속으로 달릴 때 일정속도 이상이 되면 타이어 접지부의 바로 뒷부분이 부풀어 물결처럼 주름이 접히는 현상을 말한다.

자동차가 고속으로 주행하면 접지부에서 받은 타이어의 변형(주름)이 다음 접지 시점까지도 복원되지 않고 접지부의 뒤쪽에 변형 부위가 물결처럼 남게 되는 것이다. 대개 150km/h 전후의 주행속도에서 이 현상이 발생한다.

스탠딩 웨이브 현상이 생기면 타이어 내부에 많은 열이 발생하는데, 이 상태에서 주행을 계속하면 타이어가 파손된다. 이 현상은 레이디얼 타이어보다 바이어스타이어에서 더 심하게 나타난다.

그러므로 고속주행의 기회가 많은 경우는 고속주행에 적합한 타이어를 장착하든지 타이어의 공기압을 표준공기압보다 10~30% 높여야 한다.

(35)

적정공기압과 타이어 수명과의 상관관계

동영상 Tire

(36)

타이어의 교환시기

• 우리 나라에서 생산되는 대부분의 승용차는 전륜구동 방식이다. 전륜구동 방식은 대부분의 부품들이 앞에 있어 후륜구동 방식보다 앞바퀴 마모율이 많게는 40%까지 높다.

따라서 타이어 마모 정도를 자주 살펴보아야 한다.

• 그렇다면 마모 정도는 어떻게 알아볼 수 있을까?

타이어 옆부분을 보면 보통 타이어의 경우에는

▲ 표시가, 스노우 타이어의 경우는 Ï 표시가 보통 6군데 있다. 이 부분 바로 위의 트레드를 보면 올록볼록한 타이어 무늬가 있다. 홈 속에 돌출된 이 부분과 트레드의 볼록한 부분이 같은 높이가 되어 있다면 수명이 다된 타이어이므로 새것으로 교환해 주어야 한다. 타이어 트래드 마모한계 표시 선과 타이어 표면과의 거리는 1.6mm이다.

(37)

타이어의 교환방법

• 운전습관이나 타이어 정렬이 맞지 않아 생기는

타이어의 이상 마모를 방지하고 네 개의 타이어 모두 균일하게 수명을 지속하기 위해 평균 8천~1만krn 주행 후에는 타이어의 위치를 교환해 주는 것이 좋다.

• 타이어의 마모는 개인의 운전성향에 의해서도 많이 좌우된다. 한 타이어 제조회사 연구자료에 따르면 6250m 직진할 때의 마모를 1로 볼 때 5m 급정지 때의 마모는 무려 1250이나 된다.

(38)

Wheel Balance

• 타이어와 휠의 결합으로 하여 수직 회전 시 어떤 특정 부위에 강한 원심력 발생을 최소화시켜, 회전 힘의 균형을 유지시킴을 말한다.

• 밸런스의 종류는 2종류로써 정적밸런스(Static Balance)와 동적밸런스(Dynamic Balance)가 있다.

• 휠 밸런스의 부조화로 인한 결과는

Ö 어느 일정한 속도에서 핸들의 떨림현상 Ö 제동시 차량의 편류 및 진동

Ö 각종 현가장치 부품(베어링,스프링,쇽업소버등)의 조기마모 Ö 상기 이유로 인한 타이어의 조기 또는 편마모 현상

Ö 연비상승과 승차감 저하

(39)

Wheel Balance

• 회전체의 무게배분이 불규칙하면 회전하면서 진동이 발생한다.

• 이 진동은 불균일한 질량에 따라 특정 회전수에서 두드러지게 나타나는데 휠의 경우 100km/h 전후에서 주로 발생한다.

70km/h까지는 차체에 거의 진동이 없다가 80km/h를 넘어서면서 갑자기 진동이 생기고 120km를 넘으면서 다시 사라진다면 휠밸런스가 안맞는 것이다.

이렇게 밸런스가 맞지 않으면 진동을 상쇄시킬 수 있는 대칭점에 알맞는 무게의 추를 달아준다.

이 추를 밸런스 웨이트라고 하는데 주로 납이 사용한다.

• 타이어가 처음 장착했을 때 밸런스가 맞더라도

급출발이나 급정지를 하게 되면 타이어도 휠에서 약간 돌아간다.

• 휠밸런스 문제로 차체에 진동이 발생하면 우선

승차감이 크게 떨어지고 탑승자들이 불안해지는 것이 가장 큰 피해이다.

그리고 과도하거나 장기적인 진동에 의해 차체의 각 부속품이 헐거워지거나 유격이 생기고 차체의 피로도도 증가해 차의 수명이 단축될 수도 있다.

(40)

Wheel Alignment

(41)

Wheel Alignment

(42)

Wheel Alignment

캠버 (Camber)

• 정의 : 앞바퀴를 앞에서 보았을 때 타이어 중심선과 수직선이 이루는 각

• 필요성 : 킹핀각과 같이 핸들의 조향 조작력을 쉽게 하고 앞차축의 휨을 방지한다.

킹핀각(Kingpin Angle)

• 정의 : 앞바퀴를 앞에서 보았을 때 수직선과 킹핀 중심선 (스트러트 바)이 이루는 각

• 필요성 : 캠버와 같이 핸들의 조향력을 적게하고, 조향 시에 바퀴에 복원력을 준다

(43)

Wheel Alignment

(44)

Wheel Alignment

캐스터(caster)

• 정의 : 앞 바퀴를 옆에서 보았을 때 수직선과 킹핀 중심선이 이루는 각

• 필요성

Ö 주행 중 조향바퀴에 직진하려는 방향성을 준다.

무게의 중심이 앞쪽으로(차량 진행 방향으로) 나가려는 성질을 직진성이라 하며 차량의 속도가 높을수록 직진성이 크며 직진성에 의해 핸들이 조향되더라도 핸들이 되돌아온다.

Ö 조향 시에 바퀴의 복원력을 준다

Ö 주행 중 바퀴의 시미(흔들림) 현상을 방지한다

(45)

Wheel Alignment

토우(TOE)

• 정의 : 자동차를 앞바퀴를 위에서 보았을 때 양쪽 타이어 앞뒤 중심선의 거리가 앞쪽이 뒤쪽보다 적은 것을 토인(Toe-in)이라 하고. 큰 것을 토우 아웃(Toe- out) 이라 한다.

• 필요성 : 앞바퀴를 평행하게 회전하게 해주며 SIDE SLIP을 방지하여준다

(46)

조향암(너클암)

타이로드

타이로드 엔드

(47)

Wheel Alignment

셋 빽(set-back)

액슬 축 중심선에서 좌우 한 개의 바퀴가 앞,뒤로 밀려난 상태를 말하며 뒤쪽으로 밀려난 상태를 (+)셋빽이라하며, 앞쪽으로 나간 상태를 (-)셋빽이라 한다.

주 원인은 격심한 차량 충돌로 인하여 발생한다.

(48)

Wheel Alignment

스러스트 앵글(Thrust Angle)

스러스트 라인은 뒤차축 중심선과 직각이 되는 선을 말하며 기하학적 센터라인과 이루는 각을 말한다.

이것이 불량하면 타이어 마모를 증가시키고 조향 방향성을 감소시킨다.

(49)

Wheel Alignment

액슬 오프셋 (axle offset)

자동차의 앞 · 뒤 액슬이 평행하여도 그림과 같이 차량중심에 대하여 액슬 중심(트레드 중심)이 좌우 어느 쪽으로 치우쳐 있는 것을 액슬 오프셋(axle offset)이라 한다.