타이어의 공기압과 발열 그리고 소음

타이어의 공기압

 

공기압의 과부족은 타이어의 손상을 초래합니다.

1. 공기압 부족에 의한 타이어의 손상
공기압이 부족하면 타이어 각부의 움직임이 크게 되므로 타이어는 이상발열이 발생하여 그 열에 의해 코드나 고무가 약화되어 다음 형태의 손상이나 현상을 일으케게 됩니다.
① 박리(Separation) 또는 코드절상(C.B.U)
② 휠로부터 타이어 비드부에 외상
③ 이상마모(타이어 양가장자리부 마모가 빠르다)

2. 공기압 과다에 의한 타이어의 손상
공기압이 과다하게 되면 타이어가 평소와 다른 긴장상태가 지속되어 완충능력이 저하되며 다음 형태의 손상을 일으케게 됩니다.
① 충격파열이나 절상을 받기 쉽다.
② 이상마모(타이어 중앙부 마모가 빠르다)

3. 올바른 공기압을 유지하려면
① 공기압은 자동차회사에서 지정한 공기압을 넣어 주십시요.
② 고속주행의 경우는 0.2~0.3kgf/㎠ 높게 공기압을 유지하십시요. 고속회전에 의한 타이어의 Standing Wave현상을 방지하기 위함입니다.
③ 공기압의 조절은 타이어가 식은 후에 행하여 주십시요
④ 밸브로부터 공기 누출을 방지하기 위해 밸브의 점검을 필히 행하여 주시고 밸브캡은 필히 잠가 주십시요
⑤ 림 후렌지 부분에 이상변형 유무의 점검을 잊지 마십시요.

 

많은 정보가 타이어에 표시되어 있습니다. 타원형안에 예를들면 (0212) 이런 숫자가 있다면 12년 02 째주에 생산된 제품임.

 

보통발열과 이상발열

타이어는 주행중 접지에 의한 변형과 복원이 주기적으로 반복되고 있지만, 타이어에 사용되고 있는 고무, 코드 등의 재료는 점탄성체이기 때문에 변형운동을 반복적으로 받으면 이력현상(Hysterisis Loss)에 의해 발열하게 됩니다.

또한, 이들의 재료는 열의 불량도체이기 때문에 방열이 적고 타이어 내에 축적되지만, 적정 조건하에서의 발열은 타이어 손상을 초래하지 않습니다.

그러나 공기압 부족, 과적재 또는 타이어의 능력을 초과한 속도로 주행하는 따위 등을 할 경우, 타이어의 내부 온도는 더욱 높아지고, 임계 온도를 넘어 가면서 타이어를 구성하는 고무, 코드 등의 재료 강도 및 구성 물질간의 접착력과 타이어의 내구력이 저하되며, 돌발적인 세퍼레이션이나 파열을 유발하는 원인이 되기도 합니다.

* 포화온도
타이어는 주행중 발열하는 한편 외부온도에 의해 냉각됩니다.
트럭,버스용 타이어의 경우 약 1시간 연속주행을 하면 일정 온도에서 발열량과 발열량이 같아지고, 타이어의 온도가 평행상태에 도달하게 됩니다. 또한 공기압도 같은 경향을 나타내고있어 타이어의 발열수준을 추정하면 공기압 점검과 그 상승정도를 개략적으로 알 수 있습니다.

타이어의 포화 온도는 타이어의 구조, 트래드고무의 두께,코드재질, 고무질 등 종류에 따라 다르며,동일 타이어라도 트래드의 마모율, 하중, 주행속도, 공기압, 외부온도 등의 요인에 따라서 변화합니다. 

* 타이어의 온도와 손상
타이어가 발열에 의해 손상을 일으키는 빈도는 온도에 비례합니다. 즉 나이론 코드지 타이어의 경우 타이어의 벨트주위 온도가 125℃ 부근부터 손상이 발생하기 시작하여 158℃에서는 50%가 손상된다는 것입니다.

* 히트 세퍼레이션(Heat Separation) 현상이란?
타이어가 발열에 견딜 수 있는 일반적인 벨트의 온도는 125℃정도이며 이 이상 발열했을 경우는 고무나 코드의 열화나 접착력의 저하가 심하고, 발열에 의한 세퍼레이션 손상 위험률이 높아집니다.

이와같은 이상발열에 기인된 세퍼레이션을 히트 세퍼레이션(Heat Separation)이라 하고, 손상된 타이어의 현상을 보면 분리된 곳이 이상 발열에 의해 고무 및 코드가 용해되어 있습니다.

타이어의 내부온도가 높아지면, 타이어를 구성하는 고무, 타이어 코드 등 재료의 강력 저하나 접착력 저하를 불러 타이어의 내구력을 저하시키고, 더욱이 돌발적으로 타이어가 세퍼레이션되거나 과열되는 사고를 일으킬 위험이 있으므로 적정 조건에서 사용될 수 있도록 항상 관리하여야합니다. 타이어의 발열은 타이어의 공기압, 하중, 자동차의 주행속도, 연속 주행시간, 타이어의 홈 깊이 및 타이어의 구조, 브레이크 시스템 등에 의해 영향을 받습니다.

타이어의 소음

 

자동차가 주행할 때 발생하는 소음중 타이어와 관계가 있는 것은 타이어 자체로부터 소음이 직접 발생하는 것과 타이어가 간접 발생원인이 되어 소음을 발생시키는 것으로 일반적으로 아래와 같이 분류할 수 있습니다.

1. 패턴 소음(Pattern Noise)
패턴소음은 타이어가 접지했을 때 트래드 홈 안의 공기가 압축되어 방출될 대 발생하는 소음이며, 손을 두드리는 것과 같은 원리로 나는 소리입니다. 박수를 칠 대, 손바닥의 구부린 모양의 크기를 바꾸어 보면 여러 종류의 소리가 나는 것을 알 수 있습니다. 구부림이 크면 낮은 주파수의 음이 나오고, 작으면 높은 주파수의 음이 나옵니다. 세게치면 큰소리가 나고, 살짝 치면 소리가 작아집니다.

타이어에서 발생하는 소음도 이와 같아서 트래드 홈의 형상과 크기에 따라 음의 주파수가 변하고 속도가 빨라질수록 소리가 커지게 됩니다. 트럭에 사용하는 러그(Lug)패턴 타이어 같이 일정한 크기의 모양이 트래드상에 연속해 있으면 특정 주파수의 음이 크게 들려옵니다. 타이어에서는 이러한 현상을 방지하기 위하여 패턴을 복잡하게 하거나, 같은 모양의 피치 크기를 서로 다르게 하여 소음이 연속적으로 나오지 않도록 설계하고 있습니다.

패턴 소음은 그 발생음의 원리에 따라 매끄러운 노면에서는 트래드 홈이 없는 패턴이 가장 소음이 없으므로 이러한 원리를 이용하여 딱딱한 고무를 사용하는 대신 트래드 홈깊이를 얕게 하므로 패턴 소음을 작게 하지만, 스노우 타이어의 경우는 스노우 성능 향상을 위하여 홈을 깊게하므로 상대적으로 소리가 크게 발생합니다.

2. 스퀼음(Squeal)
급격한 가속, 제동, 선회시에 타이어와 노면과의 사이에 미끄러짐이 발생하면서 나오는 소음이 스퀼음입니다. 이것은 타이어의 급속한 마모를 동반하기 때문에 될 수 있는 한 나오지 않게 운전하는 것이 바람직합니다.

3. 험(Hum)
직진주행시 발생되는 소음으로 트래드 디자인에 같은 간격으로 배열된 피치가 노면을 규칙적으로 치는 데서 발생되는 소음을 말합니다.

4. 스퀼치(Squelch)
평활한 노면을 직진 주행할 때 발생하는 소음의 하나입니다. 단면 방향에서 진행 방향으로 모두 곡율을 가지는 타이어는 접지에 의해서 평면으로 변형하기 위해서는 노면과의 사이에 미끄럼이 생기는데 미끄러질 대 스퀼과 같이 트래드 디자인의 리브가 진동함에 따라 발생하는 음으로써 그 정도가 적습니다.

5. 람블(Rumble)
거친 노면을 주행할 때 타이어가 노면이나 자갈 등을 치는 소리로 차량의 현가장치나 차체를 통하여 차내에 전달되는 진동음입니다.
6. 썸프(Thump)
썸프란 평활한 도로를 주행하는 차량에서 구동축이 회전하면서 생기는 타이어 소음의 일종으로 차량안의 바닥이나 좌석, 핸들을 통하여 느끼는 진동음을 말합니다.

자료제공 : 한국타이어

 

-- 튜닝앤코리아 --