2009년 8월 25일 화요일

광폭 타이어 과연 자동차의 접지력과,코너링성능 향상에 무조건적인 기여를할수 있을까요 ?[부제:한번쯤 생각해볼 문제.]

넓은 타이어.....그저 타이어가 넓으면 접지력이 좋을거라고...막연히 생각 하는 분들이 의외로 많습니다,
실제로 그렇게 소문이 와전되어 있기도 하구요. 

하지만 생각의 관점을 조금만 되돌려 고딩시절 과학[물리]로 돌아가보면,..
의외로 쉽게 결론을 내릴수 있는것이 나오지요..그건 바로 "에너지 보존의 법칙!"
에너지 보존의 법칙 :
에너지 보존은 닫힌 역학계에서 에너지의 형태가 어떻게 바뀌더라도 총 에너지의 합은 일정하다는 것이다.
열역학 제1법칙이 에너지 보존에 대해 다루고 있다.
모든 에너지는 위치 에너지를 포함하며, 현대 물리학에서는 질량도 에너지의 일종으로 본다
.
이쯤 되면 K가 다루려고 하는 내용이 에너지 보존+열역학에 기초한 내용을 말할거라는건 이미 예상하실겁니다....
[백지장 처럼 얕은 지식으로 끄적거리기...ㅎㄷㄷ...ㅋ]

이런 문제를 외국 사이트를 뒤지다 보니, 언급한 내용이 있습니다.

So do wider tires give better grip?
[넓은 타이어가 접지력이 좋을까?]

If the contact patch remains the same size and the coefficient of friction and frictional force remain the same, then surely there is no difference in performance between narrow and wide tires? Well there is but it has a lot to do with heat transfer. With a narrow tire, the contact patch takes up more of the circumference of the tire so for any given rotation, the sidewall has to compress more to get the contact patch on to the road. Deforming the tire creates heat. With a longer contact patch and more sidewall deformation, the tire spends proportionately less time cooling off than a wider tire which has a shorter contact patch and less sidewall deformation. Why does this matter? Well because the narrower tire has less capacity for cooling off, it needs to be made of a harder rubber compound in order to better resist heating in the first place. The harder compound has less mechanical keying and a lower coefficient of friction. The wider tires are typically made of softer compounds with greater mechanical keying and a higher coefficient of friction. And voila - wider tires = better grip. But not for the reasons we all thought.

위의글을 읽어보고 개발새발 K의 영어실력으로,...사전검색 내공으로[오역+의견 보충이므로 알아서들 이해를ㅋ]
나름 이해한후..중요하게 생각된 부분에 밑줄을^^;;;
Well there is but it has a lot to do with heat transfer :
첫번째로 열 전달 문제의 차이를 보입니다[타이어가 넓다면 열 용량이 증가한다는 소리죠.]

the sidewall has to compress more to get the contact patch on to the road. :
또한 넓고 얊은 타이어에 비해서 좁고 두꺼운 타이어의 사이드월 변형이 심하죠.
Deforming the tire creates heat :
타이어의 변형은 열 발생을 일으킨다는 소리, 간단하게 비유하면,..쇠젓가락 휘었다 펴기를 반복하면 뜨거워지죠??
Well because the narrower tire has less capacity for cooling off :
좁은 타이어는 위에 언급했듯 넓은 타이어에 비해서 열 용량이 적기에,냉각에 불리하다는 소리-_-
The wider tires are typically made of softer compounds with greater mechanical keying and a higher coefficient of friction :
더욱이 넓은 타이어는 일반적으로 좀더 부드러운 컴파운드[타이어 재질]로 만들어지며,..
이와 함께 마찰계수 역시 증가된 재질로 만들어진다는 소리로
추정!!!
But not for the reasons we all thought. : 결론!! 타이어가 넓어도 우리가 생각하듯 접지력이 높은건 아니다!
다만,.지속적인 접지력 유지에 유리하며,..
타이어 컴파운드가 특정온도를 넘어서면 성능이 저하됨과 관련이 있음,이는 커다란 디스크를 쓰는 브레이크와 같은 원리!!

쓰고 나니...원문보다 추가한 내용이 더 많다는 ...영어 실력이 부족하므로....설명이 빈약하지만,..
직접해석 귀찮은 분들은 그냥 보세요
...[아님저를 공부시키던지.. ㅎㄷㄷ]

괜히 잘난척좀 해보려고 외국 자료를 인용해서 설명을 하지만,..사실 이 문제는 간단한 것입니다.
요컨데 차중이 1톤이라고 가정하면 차량 바퀴는 4개이니 1ton/4wheel 이 될것이니....
각 휠당 250kg이 적용하게 될것 입니다.
또한 타이어를 185-65R-14라고 가정할때 접지면은 177.7cm²라고 합니다.(외국 데이터 펌),.

이때 트래드 폭[가로축]은 18.5cm이기에 세로축[차량 진행방향]은 9.6cm이 되겠네요.
그렇다면 단위면적당 가해지는 축하중[차량의 무게]는 ..
250/177.7=1.4가 되겠고...여기서 단위는 Kg/cm² 가되어....1.4Kg/cm²가 됩니다.
다 알고 있을법한 이 내용을 왜 끄집어 냈냐고 하면..
접지력=마찰력[마찰계수*면적]*축방향 하중 이기 때문입니다..
자잘한 상수같은건 설명 복잡해지니까 패스하고 설명 합니다.[모른단 소린 죽어도 못함 ㅋㅋㅋ]

다른 어떠한 조건도 바뀌지 않고 타이어의 폭이 넓어져서 접지면적이 늘게 되면,...
당연히 단위면적 cm²당 가해지는 축하중 Kg이 감소함을 이해하실것 입니다
.
왜냐면 면적이 넓어짐 만큼...하중이 분산되는것이고...이것이 바로 "에너지 보존 법칙"으로 설명이 가능한 내용이기 때문 입니다.
여기에 위에 언급했던 열 관련 부분의 내용을 합쳐서 실질적인 코스 주행[타이어 열화]때는 다소 다른 개념도 적용이 되지만...

기본적으로 넓은 타이어≠접지력 상승 이라는 내용을 설명하기엔 부족함이 없을것 이라 생각 합니다,..

접지력에서 제일 중요한요소는 트래드 패턴도 중요하지만....
핵심은 타이어 마찰계수를 결정짓는 자체 컴파운드 구성성분이죠.!


제가 이번 포스팅을 하게 된 이유는...무조건적으로 넓은 타이어는 특정한 목적을 가지고 셋팅을 하는 경우가 아닌...
그냥 넓은게 좋다더라!! 라고 생각하는 대다수의 차량 소유자들에게 온전한 정보를 전달하기 위함 입니다. 
넓어서 보기도 좋고, 안정감도 있어보이지만....
불필요한 광폭타이어는 연비하락,구동계손상,노면 타는 현상 증가,마모도에 따른 수막현상 극대화등
여러가지 좋지 않은 결점들도 내포하고 있음을 인지하고, 인정하고...충분히 고려한 이후 셋팅 하시길 바라기 때문 입니다.^^


하지만 이런 글을 쓰는 제 경우는 넓은 타이어를 선호 합니다, 그 이유는 제 취미가 와인딩 이기 때문이며,.
연비,가속능력을 희생하더라도 접지력 유지가 잘되고...
그로 인해 장기적으로 핸들링 느낌이 유지되는 쪽을 더 좋아하는 개인 취향 때문 입니다..
다만 이경우 노면을 엄청나게 타는 단점이 존재하지요 ^^;;

대충 일을 크게 벌리려다가.........
너무 복잡하게 들어가면 시간이 오래 걸리니[이런 포스팅은 하나에 무려 30분이나 걸립니다!!] 이정도에서 마무리 하겠습니다 ㅎㅎㅎ


공감하시거나 좋은 정보가 된다고 생각되신다면, 아래의 손가락 모양[View-On]을 클릭하셔서 추천 부탁드려요~
더욱더 많은 분들이 보실수 있습니다^^;

댓글 6개:

  1. 일반적인 타이어의 경우 인치업된 넓은 타이어일수록 코너링시에 사이드월이 덜 눕는다는게 좁고 높은 타이어(작은 휠)과 비교시 접지력이나 안정성 차이의 포인트 아닐까요 ㅎㅎ

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  2. @short15 - 2009/08/25 13:27
    ㅎㅎ 그것은 단순히 코너링에만 국한된 이야기이며..본문에 두꺼운 타이어의 변형에 대한 언급이 있습니다.^^;

    핵심은...."접지력"에 대해서 포스팅 한거에욤~ㅋ

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  3. @꽃미남 - 2009/08/25 23:43
    마찰계수가 다른 타이어라면 접지력이 다른건 당연하겠지요^^;;

    다만, 동일한 마찰계수를 가진 타이어라면,그 폭이 넓다고 해서 접지력이 좋아질순 없습니다.

    다만 그 유지를 하는데 있어서 장점이 있을뿐이죠.ㅎ

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  4. 마찰계수가 다른 타이어라면??

    마찰계수가 1.0 (185/65R14, 177.7Cm2)인 타이어와 1.3 (205/50R14, 196.8Cm2, 185/65에 비해 접지면 10.7%증가)인 타이어가 있고

    차량의 휠에 가해지는 축방향 하중이 250Kg이라고 가정하면..



    185/65의 타이어는 Cm2당 1.4kg, 205/50은 Cm2당 1.27Kg의 하중입니다..



    185/65는 마찰계수가 1.0이니 계산할 필요도 없고..

    205/50은 1.27 X 1.3 = 1.651가 나오는군요..

    185/60보다 205/50가 18%의 접지력 향상이..



    그렇다면 이런 결론도 나오는군요..



    열에 의한 접지력하락을 고려하지 않는다면

    타이어 마찰계수의 증가폭(%)보다 접지면적의 증가폭(%)이 작다면

    전체적으로 접지력이 향상이 된다..



    계산에 대한 검산과 오류가 있는지 부탁드려요~^^

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  5. @이니셜케이 - 2009/08/25 23:42
    제 이야기는 그런뜻이 아니라

    마찰계수가 보다 높은 타이어라도 접지면적이 너무 많이 늘어나면 오히려 접지력이 약해질수도 있다는거지요..

    접지면적이 185/65의 2배로 올라가고

    마찰계수는 1.3배 높은 타이어라면

    Cm2당 하중이 0.7Kg.. 반으로 줄어들잖아요..

    0.7에 1.3을 곱해봐야 1.0이 안나옵니다..

    오히려 185/65보다 접지력이 하락하지요..

    그런 이야기입니다..^^

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  6. @꽃미남 - 2009/08/25 23:43
    접지면적이 두배면 370 ㅎㄷㄷ;;;순정이 185인차에 후륜 잘끼워봐야 255 겨우 들어갈텐데요,,ㅋㅋㅋㅋ

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