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이호근 교수는 2002년 국내 최초로 대덕대학에 타이어공학과를 설립했으며, 현재 대덕대학 미래자동차학과에 재직중인 모빌리티 전문가 입니다. 미래 모빌리티와 관련된 깊이 있고 다양한 정보를 '이호근 교수의 퓨쳐 모빌리티'를 통해 독자 여러분께 제공하고자 합니다.

고압타이어의 위험성

페이지 정보

글 : 이호근(leehg@ddc.ac.kr)
승인 2016-05-17 18:01:32

본문

타이어 공기압 하면 떠오르는 것이 저압타이어의 위험성이다. 본 칼럼이 아니더라도, 여러 언론매체에서 타이어공기압이 낮아지면서 발생하는 스탠딩웨이브의 위험성에 대해 너무도 많은 보도가 있었기 때문이다. 매우 바람직한 현상이다. 이제는 타이어가 터졌을 때 제조 불량이라고 목청 높여 주장하기 이전에, 공기압 문제는 아닌가 하고 점검하는 것이 상식이 되어 버렸다. 

 

상식적인 이야기지만, 다시 한 번 저압 타이어의 위험성을 언급하고 진도를 나가야겠다. 고속도로 상 차량결함 사고 489건 중 62%에 해당하는 305건이 타이어 파손으로 발생하고 있다. 이러한, 세 가지 사고의 주요 원인은 타이어의 제작결함, 외부충격 및 부적절한 공기압으로 나뉘어지는데, Allianz의 연구결과에 의하면, 그 중 공기압 저하가 전체의 75%를 차지하는 것으로 나타났다. 기본적으로 공기압이 부족할 경우 소속 주행 시 standing wave 현상에 의해 타이어가 파손될 위험이 있으며, 타이어의 안전성능이 최대 24%까지 낮아질 수 있다. FMVSS(Federal Motor Vehicle Safety Standards) 109(타이어 안전규정)에 따른 고속 내구 성능시험의 결과를 살펴보면, 30psi에서 8시간 이상이던 주행시간이 27psi에서는 7시간 45분 정도로, 24psi에서는 7시간 30분정도 그리고, 18psi에서는 6시간을 조금 넘길 정도로 주행시간이 단축되고 있다. 공기압이 정상일 경우 빗길에서의 제동거리는 100km/h로 주행 중 52m이지만, 공기압을 60%만 넣고 운행할 경우 58m로 거리가 늘어난다.

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공기압이 저압일 경우에는 아래 그림과 같이 조향성능도 떨어져 주행 중 안전성능에 매우 심각한 위험을 초래할 수 있으며, 급회전 시험에서도 휠이 이탈될 수 있다. 더욱이 공기압이 부족할 경우 회전저항이 증가하며 연비가 나빠지는데, 공기압 30% 부족이 경우는 연비 효율이 4.5% 감소된다. 

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여기까지 이야기 하다 보니, 저압의 위험성이 정말 심각한 것으로 생각된다. 그런데, 필자가 최근에 공기압 실태 조사를 했다. 고속도로사에서 주행하는 차량, 휴게소 주차장 대기 차량 등에 대한 타이어의 공기압과 온도를 [내 차량이 옆으로 지나가기만 해도] 자동으로 핸드폰에 나타내 주는 장비로 측정했다. 

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그런데 의외의 결과가 나타났다. 타이어 공기압이 너무 과한 것이다. 보통 공기압 이야기를 하려면, 9월 달 이후 갑자기 기온이 내려갈 때 다음 그래프를 보여주면서, 30psi를 넣었을 경우에, 외부온도가 10도 하강할 때마다 2.6psi 정도 감소한다. 즉 전체 공기압의 8.7%가 감소한다고 겁을 주면서, 설명을 진행하곤 했다. 그런데 이 그래프를 거꾸로 생각해 보면, 2~3월에 출고된 차량의 공기압을 적절하게 맞췄을 경우, 요즘처럼 27℃ 까지 낮 기온이 급격히 올라갈 경우에는, 기본적으로 13~15% 공기압이 상승하게 된다는 것이다. 그런데 그 정도 상승률로 해석이 안되는 부분이 존재한다. 

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30%이상 과압이 정말 여러 차량에서 측정되고 있으며, 40% 이상 과압인 경우도 있기 때문이다. 정말 말이 안된다. 이정도면 타이어 사이드월에 표기된 최대공기압을 넘어선다. 최대공기압이라는 것은 글자 그대로 안전을 위해 이것보다 더 높은 공기압이 들어가면 위험하다는 경고문구인 셈이다. 공기압이 너무 높을 경우에는 제동거리가 오히려 길어지고, 빗길에서 코너링 시 차량 꼬리가 밖으로 빠지면서 회전하는 위험성이 발생한다. 타이어 중앙 부분이 편마모되면서 수명이 단축된다거나, 쇼바 등 부품의 수명이 단축되고 승차감이 저하되는 것은 당연히 수반되는 문제이다.

필자가 여러 가지로 원인을 생각해 보고, 조사한 결과는 정말 복합적이었다. 우선은 신차를 기준으로 보면, 차량은 출고시에 타이어 공기압을 정말 많이 넣어서 내보낸다. 예전에 구입한 준중형 승용차의 경우 적정공기압 보다 무려 60% 이상 높은, 50psi가 들어가 있었던 기억이 난다. 이유는 차량 출고 후 야적장에 쌓아 놓고 몇 달 뒤에 차주에게 인도되는 경우를 대비해서 자연감소율을 고려한 것이다. 미리 넉넉히 넣어두고 나중에 출고시에 적정공기압으로 맞춰서 차주에게 인도하라는 매뉴얼이 분명 존재한다. 그렇지만 대부분 그대로 출고하면서 문제가 발생하고 있으며, 특히 인기 차종의 경우 2~3개월을 대기했다가 받는 경우에도 습관적으로 과압으로 출고시키고 있어서, 문제가 가중되고 있다.

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그리고 보유한 차량을 AS 센터나 정비업체에 맡길 경우 대부분 공기압을 지나치게 넣어서 출고시키고 있다. 2000년 초반에 구매한 쏘렌토의 경우 적정공기압이 30psi였다. 그런데 필자가 기아자동차 AS 센터를 출입하면서 여러 번 다툰 기억이 난다. 늘 공기압을 적어도 37~40psi 정도 넣어 놓는 것이다. 30psi만 넣어 달라고 부탁을 해도, SUV는 40psi 정도 넣어야 한다고 우기니, 타이어전문가 명함을 내려놓고 싶다는 생각이 여러 번 들었다. 2010년 부근에 출시된 SUV 및 승용차량의 적정공기압은 33spi 내외로[물론 일반적인 값을 말하는 것이다. 일부 UHP 타이어의 경우 적정공기압이 44psi인 경우도 있다.] 올라갔고, 최근 출시된 차량들은 35~36psi가 적정공기압이다. AS센터에서는 최근 정보를 바탕으로 연식과 무관하게 입고된 차량의 공기압을 37~40psi로 보정해 내보내는 것이다.

마지막 문제는 고속도로 휴게소의 셀프공기압측정기이다. 저압의 문제점만 너무 강조되다 보니, 기본적으로 15~20% 이상 더 들어가도록 셋팅 되어 있었다. 게다가 안내문에는 고속도로 운전 시에는 적정공기압 보다 10% 정도 더 넣으라고 표시되어 있었다. 정리해 보자. 운전자가 휴게소에 가서 본인 차량의 적정공기압이 33psi일 경우 10% 올려서 36~37psi 정도를 넣고자 시도할 것이다. 37psi를 희망공기압으로 설정하고 장비를 작동하면, 공기가압기는 20% 더 들어가기 때문에 44.4psi 정도가 주입된다. 이 차량으로 고속도로를 달리면, 타이어 온도가 올라가면서 15~20% 공기압이 상승하고, 50psi를 넘게 되는 것이다. 

공기압이 과하다는 것은 정상적인 성능을 기대할 수 없다는 것이다. 특히나 타이어 제조회사에서 명시한 최대공기압을 넘기는 일은 정말 위험스러운 일이다. 적정공기압을 넣을 경우에는, 타이어 온도가 주행 중 아무리 상승해도 절대로 최대공기압 이상이 되지 않는다. 

결국은 가을철 기온 강하 시 뿐 아니라, 늦봄 기온 상승 시에도 공기압을 주의 깊게 관리하는 요령이 안전에 정말 중요한 사항인 것으로 확인되었다. 공기압이 30% 이상 과압일 경우 발생하는 차량의 주행 시 위험성에 대한 실험을 곧 실시할 예정이고, 그 결과와 더불어 고속도로 운행 차량의 공기압 실태 조사 결과를 분석해서 후속 칼럼을 쓸 예정이다.
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