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자동차 타이어 노면의 마찰특성과 제어

전문가 제언: ○ 자동차에서 타이어는 엔진 이상으로 중요한 역할을 담당하고 있다. 타이어는 휠에 끼워져 일체가 되어 회전하면서 노면에서의 충격을 흡수함과 동시에 제동, 구동 및 선회 시 노면과의 사이에서 미끄럼 없이 굴러가야 한다.

○ 타이어의 구조를 보면, 가장 바깥의 단단하고 두꺼운 고무 부분을 트레드(Tread)라 하며 이 부분은 노면에서 미끄러짐을 방지하고 열의 발산을 위해 깊은 홈이 파져 있다. 트레드 안쪽의 직물코드 층을 브레이커(Breaker) 또는 벨트라고 부른다. 타이어 내부는 고압공기에 견디고 뼈대가 되는 중요한 부분으로 레이온이나 나일론 코드로 감긴 층을 카아카스(Carcass)라고 한다.

○ 자동차에서의 스티어(steer) 특성이란 자동차가 코너링 시에 나타나는 차의 특성을 말하며 그 특성에는 다음과 같은 것이 있다.

○ 언더 스티어(Under steer) : 핸들을 꺾는 각도보다도 차체가 방향을 돌리는 각도가 상대적으로 작은 것을 말한다. 때문에 핸들의 각도를 일정하게 하면서 속도를 빠르게 하여 주면 회전반경이 점점 크게 된다. 차의 중심이 앞쪽에 있는(K의 값이 +임) 전륜구동 차에 많이 나타난다.

○ 오버 스티어(Over Steer) : 핸들을 꺾는 각도보다도 차체가 방향을 돌리는 각도가 상대적으로 큰 것을 말한다. 핸들의 각도를 일정하게 하면서 속도를 빠르게 하여 주면 선회 반경이 점점 작게 된다. 차의 중심이 뒤쪽에 있는(K의 값이 -임) 후륜구동 차에 많이 나타난다.

○ 뉴트럴 스티어(Neutral zone) : K=0으로 설계되어 있을 때는 선회 반경은 속도를 올려도 오버나 언더 스티어 현상을 일으키지 않고 선회반경이 바뀌지 않고 일정하게 유지되는 스티어링 특성을 말한다.

○ 이러한 마찰력의 특성을 이용한 자동차 기술이 더 한층 발전되어 실생활에 더 많은 도움이 될 수 있길 바란다.

저자: Yoshihiro Suda
자료유형: 학술정보