타이어의 편평비(Aspect Ratio)

타이어 단면의 폭에 대한 높이의 비율로서, 과거에는 주로 100(높이와 폭이 같음)이었으나 현재는 82, 78, 70, 60, 50 등으로 낮아지고 있다. 즉, 타이어 폭이 넓은 타이어가 많이 사용되고 있다. 단위는 시리즈로서, 예를 들면 편평비 70인 타이어는 70시리즈, 60이면 60시리즈라고 부른다. 편평비가 낮을수록 고성능 타이어라고 할 수 있다.

자동차 경주가 유행하자 기술자들은 경주용차의 코너링 성능에 타이어의 고무량이 주요한 변수라는 것을 발견하게 되었는데 더많은 고무를 사용하는 것이 코너링에 유리하다는 것을 발견하게 되었다. 그리하여 초기 경주용차의 양쪽 뒷바퀴에 타이어를 두개씩 장착하기도 했는데 그것이 낮은 값의 tire aspect ratio (편평비)의 첫번째 단계가 되었다. 그 이후로 tire aspect ratio는 점점 낮아져 현재의 경주용차의 타이어에는 값이 25 까지 내려가게 되었다. 일반 승용차 타이어에도 이런 경향이 나타나 초기 100 이었던 것이 현재 주로 50~60 의 tire aspect ratio 가 사용되고 있는 실정이다.

 

연구에 따르면 편평비가 낮아질 수록 타이어 벨트(원주방향)에 스트레스는 줄고 카커스(원주에 수직방향)에 스트레스는 증가하는 것으로 나타났다. 이말은 편평비가 낮아 질수록 타이어에 분포하는 스트레스가 더 균일해진다는 것을 뜻한다. 또한 편평비가 낮아지면서 사이드월(sidewall)의 변형량도 줄어드는 잇점도 있게된다.

핸들링 관점에서 보면 당연히 낮은 편평비가 유리한데 타이어의 전체적인 강성(stiffness)이 증가하기 때문이다. 핸들링은 주로 코너링, 가속, 감속과 그들의 조합같은 조작을 의미하는데 증가한 횡방향 강성이 타이어의 코너링 성능을 향상시키고 원주방향 강성의 증가는 감가속 성능을 향상시키게 된다. 이런 특성은 ABS 에도 바람직하게 작용한다. 그러나 잇점만 있는 것은 아니고 불규칙한 도로면으로 휠이 손상되기 쉽고 서스펜션이 불규칙한 도로면으로 의한 충격에 그대로 노출된다는 것이다.  

수막현상의 관점에서 보면 편평비를 낮추면 도로면과의 접촉면적이 증가하게되는데 그로인해 수막현상에 취약해지는 결과를 가져오게 된다. 그것을 방지하기 위해 트레드를 깊이 파게되면 핸들링 성능이 나빠지게 되므로 저편평비 타이어를 선택하는 의미가 없어지게 된다. 그러므로 저편평비 타이어를 사용하기 위해서는 수막현상에 취약해지는 단점을 감수해야만 한다.

구름저항의 관점에서 보면 저편평비 타이어는 방사선 방향의 강성이 높기 때문에 낮은 구름저항 계수를 갖게된다. 낮은 구름저항은 부수적으로 연비를 향상시키고 배기가스 배출도 줄이는 효과를 가져오게 된다. 또한 구름저항의 특성상 고속으로 갈수록 그 효과가 크게 나타나는 경향이 있다. 다른 한편으로는 저속주행을 주로하는 도시용 차량에는 이득이 별로 없게된다는 의미이기도 한다.

구름저항은 타이어의 마모와도 밀접한 관련이 있는데 낮은 구름저항은 낮은 마모율을 의미한다. 이런 구름저항 특성은 낮은 편평비의 타이어를 사용하여 마모가 심한 부드러운 재질을 사용하게 만들 수 있다. 그러므로 접지력을 높이기 위해 마모가 심한 부드러운 재질을 사용하려면 편평비를 낮추는 것이 필요하다는 이야기도 된다.

생산비용의 관점에서 보면 저편평비 타이어는 매우 불리하다. 생산과정이 매우 복잡하기 때문이다. 주요한 이유로는 사이드월의 손상을 방지하기 위한 대책을 마련해야 하는데 너무 부드러우면 사이드월이 씹히기 쉽고 너무 강하면 균열이 생기기 쉽기 때문이다.

결론을 요약하자면 저편평비 타이어를 사용하면 많은 성능과 관련한 잇점들을 얻게 되지만 거기에 해당하는 손해가 예외없이 따라 온다는 것을 잊지 말아야 한다. 저편평비 타이어로 성능과 연비라는 두마리 토끼를 잡을 수 있지만 비싼 타이어 가격을 지불해야 한다는 것과 함께 내구성 좋은 (Heavy Duty) 서스펜션을 사용해야하는 부담뿐 아니라 수막현상에 취약해진다는 위험까지 감수해야만 한다. 아무도 이들 장단점을 객관적으로 평가할 수는 없을 것이다. 평가해서는 안될 것이다. 아마 타이어를 판매하는 사람이나 목숨걸고 운전을 즐기는 사람들에게 그들 단점들은 아예 관심 밖에 있을 지도 모를 일이다.

[출처] 편평비와 타이어 성능|작성자 카요티