- 불필요한 스페어 타이어 사용을 줄여 연비향상, 연간 200톤 CO₂삭감
- 파손원인인 「열」을 이용, 주행거리 증가시킨 ‘제 3세대 런플랫 타이어’ 개발
이제 소비자들이 전자제품처럼 연료효율이 좋은 타이어를 ‘눈으로 확인하고’ 구매할 수 있게 된다.
지난 4월 5일 지식경제부는 승용차 운행단계에서의 에너지소비효율(연비) 개선을 위하여 2011년 하반기부터 「타이어효율등급제도」도입계획을 발표했다. 타이어 연비와 관계된 ‘회전저항(마찰력)’과 관련이 있는 ‘젖은 노면 접지력(제동력)’을 측정하여 이를 등급화하여 표시함으로써 소비자가 좀 더 자율적으로 연비가 좋은 타이어를 고를 수 있게 한 것이다.
국토해양부도 친환경 운전문화에 동참했다. 운전자들이 경제속도 유지(60~80km), 급출발·급제동 금지, 공회전 방지, 차량무게 줄이기, 적정 타이어공기압 유지 등을 습관화하도록 하기 위한 취지로 「에코드라이브 활성화 계획」을 발표했다. 에코드라이브 활성화 계획이 원활히 추진되면 오는 2020년에 연간 온실가스는 389만 톤 감축, 사회경제적 비용은 6조6000억 원을 절감할 수 있을 것으로 예상했다.
타이어 업체들은 보다 앞서 친환경적인, 연비를 개선시킬 수 있는 타이어를 개발하기 위해 고군분투하고 있다. 세계 1위의 타이어 기업 브리지스톤은 주행 중 발생하는 열을 효과적으로 제어하는 신 기술 개발에 성공하여 기존 런플랫 타이어 보다 승차감이 대폭 향상된 ‘3세대 런플랫 타이어’를 개발했다.
기존 런플랫 타이어는 일반타이어와 비교 했을 때 승차감이 다소 딱딱하다는 평이 있었다. 그러나 제 3세대 런플랫 타이어의 경우 성능은 그대로 유지하면서 승차감은 크게 개선했다. 제3세대 런플랫 타이어의 성능은 1987년에 제1세대가 양산된 이후 20년 동안 꾸준히 업그레이드 되었으며 개발 당시에 비해 타이어의 무게는 15%나 줄었다.
1. 환경 지키는 제 3세대 런플랫 타이어
1) 차도 타이어도 가볍게, 연비효율 향상!
일반적으로 런플랫 타이어를 장착하면 스페어타이어와 차내에 공구류를 추가로 실을 필요가 없어져 자동차 전체 중량을 20% 정도 줄일 수 있다. 여기에 브리지스톤 제 3세대 런플랫 타이어는 원료가 되는 고무 사용량을 줄여 이전 모델인 「제 2세대」에 비해 약 5%를 경량화했다. 불필요한 짐과 타이어 무게로 소비되는 연료를 절약하여 연료효율이 향상된 것이다.
실제 BMW 「5시리즈」에 장착된 런플랫 타이어의 경우 약 10kg까지 경감할 수 있다. 자동차업체가 1g 중량을 줄이기 위해 맹렬히 뛰어들고 있는 시점에 약 10kg을 가볍게 하는 타이어 기술은 결코 간과할 수 없는 부분이다.
2) 연간 200톤의 CO₂삭감
런플랫 타이어가 주목 받는 이유는 스페어 타이어 사용을 줄일 수 있기 때문이다. 브리지스톤 조사에 따르면 전세계에서 매년 5900만개의 스페어 타이어가 대부분이 사용하지 않은 상태로 파기되고 있는 것으로 나타났다. 런플랫 타이어를 장착하여 이와 같은 낭비를 없앤다면 원료에서 폐기까지 연간 200만 톤에 가까운 CO₂(이산화탄소)의 배출을 줄인다.
2. 타이어의 ‘적’, 열을 역이용 하다
제3세대 런플랫 타이어는 타이어의 적 ‘열’을 아군으로 만드는 기능을 더했다. 그 구조는 타이어의 뼈대 소재에 있다. 타이어의 형상을 보호유지하기 위해서 사용하는 섬유를 열이 가해지면 수축되는 소재로 바꾼 것이다.
열을 타이어의 적이라고 생각해 왔던 이유는 펑크가 났을 때 발생하는 열이 타이어를 파손시키기 때문이다. 노면에 떨어져 있는 못 등의 장애물을 밟아 작은 구멍이 뚫리면 거기에서 공기가 새어 나오기 시작하고 타이어 기압이 저하된다. 이로 인해 타이어 측면이 찌그러지면서 휘어짐이 발생하고 접히고 구부러진 부분이 점차 열을 띠게 된다. 이 상태에서 계속 주행을 하게 되면 열을 띤 부분이 연해지고 그 부위에 자동차의 무게가 집중되어 타이어가 파손된다.
ü 열을 이용한 신기술 3가지
1. 신 사이드 보강 고무(New Sidewall-reinforced Rubber)-열수축 소재를 이용하여 변형을 억제 2. 신 플라이 (New Ply)-탄소를 분산 배치하여 마찰열을 줄임 3. 쿨링 핀(Cooling Fin)기술-공기와 닿아 타이어 측면을 냉각
1) 열수축 소재를 이용하여 변형을 억제
l 신 사이드 보강 고무 (New Sidewall-reinforced Rubber)
타이어의 원재료인 카본의 분자구조를 나노 단위에서 설계 제어하는 나노프로테크(NanoPro-Tech) 기술을 적용하여 카본분자를 분산시킨 신 사이드 보강고무는 타이어에 부하가 걸렸을 때 발생하는 카본끼리의 마찰을 감소시켜 열 발생을 억제한다. 이는 제2세대의 사이드 보강 고무와 대비해 약 50%정도 발열을 억제하는 효과를 보인다.
2) 탄소를 분산 배치하여 마찰열 줄임
l 열의 힘을 이용해 변형을 억제하는 신 플라이 (New Ply)
펑크로 인해 굴곡된 부분이 발열하는 원인은 원료를 구성하는 소재에 있다. 타이어는 고무를 주성분으로 하는 「폴리머」와 「탄소」알맹이를 섞어서 만들어진다. 탄소는 정전기를 띠기 쉬우며 폴리머에 섞어도 포도 송이와 같이 하나로 뭉치는 성질이 있다. 바로 그 덩어리가 열의 발생원인이다. 타이어에 부하가 걸렸을 때 덩어리가 된 탄소끼리 스치면서 마찰 열이 발생하기 때문이다.
신 플라이는 최첨단 섬유를 타이어 재료에 응용하는 브리지스톤의 재료 신기술이다. 주행 시 발열에 의해 수축되었던 신 플라이가 타이어 사이드월의 변형을 억제하여 온도가 상승하는 것을 막는다.
3) 공기와 닿아 타이어 측면을 냉각
l 타이어 사이드 부를 냉각시키는 쿨링 핀(Cooling Fin) 기술
‘쿨링핀’ 기술은 타이어 사이드월 표면에 휠 중앙방향으로 돌기를 만들어, 이 돌기에 의해 발생하는 난류를 이용해 타이어 사이드월을 냉각시키는 새로운 방식의 기술이다. 주행 시, 타이어 표면의 돌기 때문에 공기가 위로 상승하게 되고, 이 상승된 타이어 측면에 세로 길이의 돌기를 배열하였다. 공기를 표면에 닿게 하여 냉각시킨다. 오른쪽 사진에서 돌기는 상하로 나누어져 있다.
공기가 상층의 차가운 공기를 빨아들여 타이어 표면의 온도를 낮추는 원리다.
브리지스톤은 3가지 기술을 차종에 맞게 조합하여 자동차 제조사에 공급할 계획이다. 일본에서는 제 3세대 런플랫 타이어 기술이 적용된 브리지스톤 투란자(TURANZA) EL400 RFT이 올해 2월부터 판매된 도요타 신형 시에나(Sienna)에 표준장착 되었다. 제 3세대 런플랫 타이어가 중대형차종에도 장착됨으로써 소형차종부터 SUV, 대형 차종까지 공급범위가 더욱 넓어졌다.
안전에 대한 운전자 인식 변화, 런플랫 타이어의 상승세 예고
현재 미국은 2007년부터 타이어에 온도ㆍ압력센서와 무선송신기가 장착해 공기압을 체크하여 운전자가 주행 중 타이어의 펑크 가능성을 알 수 있도록 한 '타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS)'을 의무 장착하고 있다. 우리나라도 올해 12월부터 타이어압력모니터링장치(TPMS)의 안전기준을 마련, 내년부터 신규 제작차량에 장착할 예정이다.
브리지스톤 코리아 경영기획과 송진우 차장은 “국내 운전자들 사이에서 안전과 연비에 대한 인식이 점차 강화되고 있다. 정부가 TPMS 의무화 계획, 타이어효율등급제도, 에코드라이브 활성화 계획 등 법제적 기반을 마련하고 있어 런플랫 타이어 시장의 전망은 매우 밝다. 브리지스톤은 안전운전, 연비향상이라는 런플랫 타이어의 특장점에 중심을 두고 다양한 형태의 런플랫 타이어를 개발을 지속해나갈 것” 이라고 밝혔다.
자료제공 - 브리지스톤 코리아
-보배드림-