타이어 [Tire]

타이어 [Tire]

타이어는 공기가 들어 있는 고무 튜브를 외계(外界)의 여러 가지 충격으로부터 보호하며, 차바퀴로서의 기능적인 작용을 한다. 즉, 차의 방향유지성·노면유지성 등인데, 타이어의 설계나 접지면 무늬(tread pattern) 등이 이 작용에 깊은 관계가 있다.

자동차 타이어에 대하여 알아보자.  https://bch4518.tistory.com/12

보통타이어는 타이어와 튜브로 구성되어 사용되고 있으나, 근래의 자동차용 타이어는 튜브리스 타이어(tubeless tire)라고 하는 튜브가 없는 구조의 것이 대부분 사용된다. 타이어의 내부를 공기가 통과하기 어려운 부틸 고무로 라이닝하여, 타이어와 튜브가 일체(一體)로 된 것으로 펑크가 나도 공기가 순식간에 빠지지 않아서 안전하다.

1. 타이어의 요건

타이어는 다음과 같은 조건을 만족해야 한다.

① 자동차의 하중을 충분히 지지할 수 있어야 한다.(하중지수)

② 노면으로부터의 작은 충격을 흡수, 감쇄시킬 수 있어야 한다.(스프링 작용, 탄성)

③ 구동력, 제동력, 횡력 등을 충분히 전달할 수 있어야 한다.(접지성；road holding)

④ 구동저항이 적어야 한다.(마찰 및 열 발생이 적어야 한다)

⑤ 수명이 길어야 한다.(내구성)

⑥ 주행 중 소음과 진동이 적어야 한다.

따라서 타이어는 다양한 차종과 도로조건 및 용도에 따라 알맞게 설계되어야 하며, 환경조건 및 용도에 적합한 타이어를 선택, 사용하는 것이 필수적이다.

2. 타이어의 구조

타이어의 종류에 따라 다르지만, 기본적인 구조는 아래의 그림과 같다.

타이어의 구조 <이미지 출처: 네이버>

 

승용자동차에는 대부분 튜브리스(tubeless) 타이어를 사용하지만, 대형 상용자동차에서는 튜브 타이어를 사용한다. 그리고 스포크 휠의 경우에는 추가로 림 밴드(rim band)를 사용한다. 이는 스포크 살(철선)의 니플 헤드(nipple head)에 의해 튜브가 손상되는 것을 방지하기 위해서이다. 튜브의 사이즈(size)는 타이어의 사이즈에 적합한 것을 사용해야 한다.

타이어는 트레드(tread), 브레이커(breaker), 카커스(carcass), 사이드 월(side wall), 비드 및 비드 와이어(bead with bead wire), 공기누설을 방지하는 구조의 고무막 등으로 구성된다.

 1) 트레드(tread)

노면과 직접 접촉하는 부분으로서, 카커스(carcass)와 브레이커(breaker)의 외부에 접착된 강력한 고무층이다. 트레드에 가공된 길이방향 그루브(groove)는 선회 안정성을 부여하고, 가로방향 그루브는 구동력을 전달하는데 기여한다.

트레드의 접지면적에서 그루브의 면적이 실제로 노면과 접촉하는 면적보다 클 경우를 부(－)의 트레드(negative tread)라고 하는데, 겨울철 또는 젖은 도로를 주행할 때는 장점이 된다.

그러나 주행 중 트레드 접지면의 변형에 의해, 부(－)의 트레드에 밀폐된 공간이 형성될 수 있다. 이 밀폐된 공간이 노면에 빠르게 진입/진출할 때 그루브에 공기가 채워졌다가 빠져나가는 공기 펌핑(pumping) 현상이 발생할 수 있다. 이는 소음을 증가시키는 원인이 된다.

2) 브레이커(breaker)

트레드와 카커스의 중간에 위치한 코드 벨트(cord belt)로서 외부로부터의 충격이나 외부의 간섭에 의한 내부 코드(cord)의 손상을 방지한다. 고속 고부하 타이어에서는 브레이커를 여러 겹 사용한다.

브레이커 코드의 재질로는 스틸(Steel), 텍스틸(Textile) 또는 아라미드 섬유(Aramid fiber)가 사용된다. 브레이커 코드의 재질에 따라 스틸 타이어, 텍스틸 타이어 등으로 분류하기도 한다.

3) 카커스(carcass)

강도가 강한 코드-벨트(cord belt)를 겹쳐서 제작한다. 코드의 재질로는 나일론, 레이온, 폴리에스테르, 아라미드 또는 스틸이 사용된다. 타이어의 골격을 형성하는 중요한 부분으로서, 전체 원주에 걸쳐서 안쪽 비드에서 바깥쪽 비드까지 연결된다. 타이어가 받는 하중을 지지하고, 충격을 흡수하고, 공기압을 유지시켜주는 기능을 한다. 주행 중 굴신(屈伸)운동에 대한 내피로성이 강해야 한다.

4) 비드(bead)

카커스 코드 벨트의 양단이 감기는 철선(steel wire)이다. 강력한 철선에 고무막을 입히고, 나일론 코드 벨트(nylon cord belt)로 감싼 다음에 다시 카커스로 감싼다. 타이어를 림에 강력하게 고정시켜, 구동력, 제동력 및 횡력을 노면에 전달한다.

튜브리스-타이어에서는 추가로 타이어와 림 사이의 기밀을 유지시키는 기능을 한다.

5) 튜브(tube)

타이어 내부의 공기압을 유지시켜주는 역할을 한다. 두께가 균일하고 공기를 잘 투과시키지 않는 고무로 제조한다.

승용자동차용 타이어의 경우는 대부분 튜브를 따로 사용하지 않고, 타이어의 카커스 층 안쪽 공기가 누설되지 않도록 특수하게 설계하여, 림에 직접 설치하는 튜브리스-타이어(tubeless tire)를 사용한다.

6) 사이드 월(side wall)

타이어의 옆 부분으로서, 카커스를 보호하고, 또 굴신운동을 하여 승차감을 높여 준다. 사이드 월의 높이가 낮으면 타이어의 강성(rigidity)이 증가하므로, 조향 정밀성이 개선된다. 그러나 승차감은 불량해진다.

타이어의 구조 <출처: 두피디아>

이상으로 ‘자동차의 타이어 구조‘에 대하여 알아봤습니다. 다음 시간엔 이어서 ‘자동차 타이어 표시기호’에 대하여 알아보도록 하겠습니다. 오늘 알아본 자동차의 타이어 구조가 자동차관리에 도움 되어 안전운전으로 쾌적한 자동차 생활이 되시기 바랍니다.