휠 [Wheel]

자동차 휠 [Wheel]

휠(wheel)은 타이어와 함께 차량의 하중을 지지하고, 구동력(또는 제동력) 및 횡력을 노면에 전달하는 기능을 한다.

휠의 구비 조건으로 중요한 사항은 다음과 같다.

① 경량일 것.

② 직경이 클 것(직경이 큰 브레이크의 설치를 위한 충분한 공간 확보 및 전동저항의 감소)

③ 강성(rigidity)과 탄성(elasticity)이 클 것(노면으로부터의 충격에 견딜 수 있는 충분한)

④ 방열성이 우수할 것(마찰열 발산)

⑤ 손상 시에 타이어와 휠의 교환이 용이해야 한다.

그러나 무게중심을 낮추고 조향각을 크게 하기 위해서는 타이어가 조립된 상태의 바퀴 직경은 가능한 작아야 한다. 이는 ②의 내용과는 상반되는 조건이다. 따라서 휠의 직경은 이들 상반되는 조건들의 타협점에서 결정된다. (예 : 휠의 직경은 크게 하고 타이어의 높이는 낮춘다)

1. 휠의 기본 구조

휠 허브에 볼트 조립된 승용차 휠 <이미지 출처: 네이버>

 

휠의 기본구조는 위의 그림과 같다. 타이어가 장착되는 림(rim), 그리고 허브(hub)용 구멍과 체결용 볼트구멍이 가공되어 있는 휠 디스크로 구성된다. 휠 디스크는 스파이더(spider) 또는 스포크(spoke)로 대체될 수 있다. 휠과 브레이크 디스크(또는 드럼)는 휠 허브 플랜지에 볼트 또는 너트로 고정된다.

휠은 강판으로 성형하거나, 경합금으로 주조 또는 단조하여 제작한다. 경합금(예 : GK-Al Si 10 Mg)으로 제작하면 가볍고, 방열성이 우수하고 브레이크 환기에도 효과적이다.

최근에는 기존의 강철(예 : RSt37)에 비해 40%나 더 가벼운 강철(예 : DP600 또는 HR60)로 제작한 휠이 많이 사용되고 있다.

1) 디스크 휠(disk wheel)

주로 강판을 성형, 제작한다. 가볍고, 방열성이 우수하며, 구조가 간단하다. 승용자동차나 경트럭에 주로 사용된다.

2) 스파이더 휠(spider wheel)

스파이더 휠은 방사선 상으로 림(rim) 지지대가 있어서 강성(rigidity)이 크고, 또 지지대 사이의 공간이 넓기 때문에 브레이크의 냉각효과가 우수하다. 승용자동차에서부터 대형 자동차에 이르기까지 널리 사용된다.

3) 스포크 휠(spoke wheel)

스포크 휠은 림과 허브를 강철선(鋼鐵線)으로 연결한다. 가볍고, 탄성적이며, 브레이크 냉각효과가 우수하지만, 비싸고, 청소하기가 불편하다. 스포츠카나 2륜차에 주로 사용된다.

휠의 종류 <이미지 출처: 네이버>

 

2. 휠 림 [wheel rim]

1) 휠 림의 구조

현재 사용되고 있는 휠 림의 일반적인 구조는 그림 6-3(a), 그림 6-3(b), 그림 6-3(c)와 같다. 험프(hump)는 타이어에 작용하는 횡력(side thrust)에 의해 타이어의 비드(bead)부분이 림의 중심부(well)로 미끄러지는 것을 방지하기 위한 안전 두둑(ridge)이다.

<이미지 출처: 네이버>

2) 휠 림의 종류

휠 림은 그 형상에 따라 분류한다. 많이 사용되는 형식은 아래와 같다. 승용자동차에서는 일체식으로 제작된 드롭-센터 림(drop center rim)이 많이 사용된다. 드롭-센터 림은 대칭 또는 비대칭으로 제작할 수 있다. 대형 상용자동차에서는 림이 여러 조각으로 분할된 얕은 홈 림(Semi-drop center rim)이 주로 사용된다.

휠 림의 종류 <표 출처: 네이버>

 

3) 휠 림의 표시기호 및 호칭

<표 출처: 네이버>

이 외에도 림의 형상 호칭기호에는 FH : 바깥쪽에 Flat Hump, FH2 : 양쪽에 Flat Hump, CH : Combination Hump, EH : 확장된 험프(Extended Hump), TD 등이 사용된다.

TD는 타이어의 승차감을 향상시키기 위해 플랜지 높이를 낮춘 특수한 림을 말한다. 비드 시트용 그루브(groove)는 타이어의 공기압이 손실되어도 비드가 밀려나지 않도록 비드의 형상에 맞추어져 있다. TD휠의 경우, 림의 폭과 직경을 mm 단위로 표시한다.

4) 휠 림의 오프셋

휠 림의 중심선으로부터 디스크 휠의 안쪽 접촉면(휠 설치 평면)까지의 거리를 말한다.

림 오프셋이 다른 휠을 선택하면, 차륜거리(track)가 변하게 된다. 차륜거리가 변하면, 다른 정렬요소(캠버, 킹핀-오프셋 등)도 변한다.

① 정(＋)의 오프셋

휠 림의 안쪽 접촉면이 휠 림의 중심선으로부터 바깥쪽에 위치한 경우이다.

<이미지 출처: 네이버>

② 부(－)의 오프셋

휠 림의 안쪽 접촉면이 휠 림의 중심선으로부터 안쪽에 위치한 경우이다. 이 휠 림을 사용하면 차륜거리가 커지게 된다.

<이미지 출처: 네이버>

 

이상으로 이번 시간에는 자동차의 ‘휠’에 대하여 알아봤습니다. 다음 시간에는 ‘자동차의 타이어’에 대하여 알아보도록 하겠습니다. 자동차의 휠에 대하여 알아본 이 포스팅이 여러분들의 ‘자동차 제동 장치의 이해’로 자동차 관리에 도움 되어 안전운전으로 쾌적한 자동차 생활이 되시기 바랍니다.

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