자동차에서 가장 중요한 부품을 한가지를 뽑으라면 엔진을 꼽을 수 있다. 하지만 그 외 타 부품들을 나열하다보면 휠과 타이어는 빠질 수 없는 부품이다. 휠과 타이어를 이야기 시작하면 휠 얼라인먼트와 휠 밸런스를 그냥 지나칠 수가 없다.
자동차의 타이어는 사람에 빗대어 표현할 때면 항상 몸을 움직일 수 있게 해주고 몸을 받쳐주는 발에 비유를 한다. 흔하고 별것 아니라고 생각했던 타이어가 그만큼 중요한 차량의 부품이라는 것이다. 이 타이어에 대해 자세히 알기 위해선 '휠 얼라인먼트'와 '휠 밸런스'에 대해서도 알고 있어야 한다.
이 두 가지는 어떠한 부품이 아닌 상태를 나타낼 때 사용하는 단어라고 할 수 있다. 주행 시 안정성과 조종성, 타이어의 마모에도 영향을 미치는 만큼 이 두 가지를 확실히 알고 있어야 더욱 안전하게 타이어를 관리할 수 있게 된다.
휠 얼라인먼트(Wheel alignment)
정확한 의미는 다음과 같다.
타이어가 노면과의 관계에서 어떻게 차체에 붙여졌는가를 나타내는 것이다.
일반적으로 킹핀 경각(傾角), 캠버, 캐스터 및 토인(토아웃) 등 4가지 요소로 정해진다.
휠 얼라인먼트는 차의 주행 안전성, 조종성, 타이어 마모 등에 영향을 미친다.
차의 자세와 부하에 따라 휠 얼라인먼트가 변해서 차를 수평면에 놓고 직진 상태로 정지(靜止)했을 때의 수치로 휠 얼라인먼트가 정의된다.
휠 얼라인먼트란 차체의 정렬, 바퀴의 정렬을 잡아주는 작업을 의미한다. 제조사에서 차량을 출고할 때에는 정확하게 맞춰진 상태로 출고되지만, 차량을 운행하다 보면 다양한 충격으로 인해 정렬이 틀어지게 된다.
다양한 이유로 조금씩 정렬이 틀어지게 되면 스티어링 휠 조작이 제대로 이루어지지 않으면서 방향성도 함께 틀어진다. 그리고 직진으로 주행해야 할 때에도 핸들은 정렬이 잘 이루어지지만 바퀴의 정렬이 틀어져 불안정한 주행이 지속될 수 있다.
그리고 위에 언급했듯이 타이어 마모에도 영향을 주기 때문에 타이어 마모가 고르지 못하게 되면서 연비도 안 좋아질뿐더러 하체 부속에도 무리가 생긴다.
휠 얼라인먼트 불균형을 의심할 수 있는 이상 증상을 요약해 보면 다음과 같다.
▶스티어링 휠 (핸들)의 느낌이 휘청거리는 느낌
▶속도에 상관 없이 핸들이 헐겁게 느껴짐
▶핸들이 좌우로 휘청거리고 노면 상태에 따라서도 느껴짐
휠 밸런스(Wheel balance)
정확한 의미는 다음과 같다.
림에 붙인 타이어 무게의 균형 상태를 말한다.
고속 회전 상태로 달리는 타이어에서 밸런스 조정은 아주 중요하다.
타이어의 어떤 부분이 다른 부분보다 무거우면 주행 후 자동차가 정지하고자 할 때 이 부분이 아래가 되게 멎으려고 한다.
이때의 불균형을 정적(靜的) 불균형이라 한다.
폭이 넓은 편평 타이어에서는 정적 균형이 잡혀 있다 해도 단면(斷面) 방향으로 무게의 균형이 이루어지지 못하면 축이 흔들리는 동적(動的) 불균형이 일어나는데, 보통 90km/h에서 핸들이 떨린다.
휠에 결합된 타이어의 균형 상태를 맞추어 주는 작업, 타이어가 장착된 휠의 무게 중심 및 균형이 정확하게 잡히도록 조정하는 작업이다. 휠 밸런스가 잡히지 않으면 무게중심이 맞지 않고 한 쪽으로 쏠리게 되면서 정차할 때 진동이 발생하게 된다. 그리고 고속에서 저속으로 감속할 때 핸들이 떨리는 증상이 나타난다.
휠 얼라인먼트와 마찬가지로 휠 밸런스가 맞지 않으면, 연비 저하 및 불안정한 주행, 하체 부속의 무리를 주게 되며 시속 90~100km/h의 주행에서 핸들의 떨림 현상이 나타난다. 따라서 자연스레 노면의 충격과 소음, 진동 등을 운전자가 느끼게 되어 주행 중 운전자 및 동승자의 피로감이 높아진다.
휠 밸런스 불균형을 의심할 수 있는 이상 증상을 요약해 보면 다음과 같다.
▶고속 주행 시 핸들 진동 느껴지는 증상
▶직선 주행이 아닌 편마모가 된 방향으로 차량의 쏠림 현상
▶제동 시 차체의 진동이 느껴지는 현상
점검 주기
휠 얼라인먼트와 휠 밸런스의 점검 주기는 1년, 주행거리는 약 1만 km 정도로 규정하고 있다. 하지만 운전자의 주행 습관, 주행 환경에 따라서 다를 수 있기 때문에 하체 부속을 교환할 때 함께 작업하는 게 좋다.
또한 핸들이 한 쪽으로 쏠린 느낌이 들거나, 핸들이 이전보다 가벼울 경우, 고속으로 주행할 때 진동이 심하게 느껴지거나 저속으로 감속 시 핸들이 떨린다면 필수적으로 점검해야 한다.
휠 얼라인먼트 작업의 중요성
휠 얼라인먼트는 4개의 바퀴를 모두 점검하고 밸런스를 맞추는 작업을 거친다. 핸들의 정렬 및 타이어의 정렬을 맞추는 것이 휠 얼라인먼트이다. 차량은 요철이 있는 노면 위를 달리고, 과속 방지턱 같은 굴곡을 지나기도 하기 때문에 미세하게 조정되어 있는 각도와 값이 달라질 수 있기 때문에 처음 차량 출고 당시에는 문제가 없이 출고되어 주행을 하더라도 지속적인 운행으로 정렬이 틀어질 수 있다.
하지만 대부분은 휠 얼라인먼트 점검을 따로 하지는 않는다. 점검은 다른 소모품처럼 1년마다, 주행거리는 1만 km마다 점검하라고 하지만 많은 분들이 권하는 대로 하지 못하는 실정이다. 대부분 타이어를 교체하거나, 하체 부속의 작업을 실시할 때에 함께 점검하고 작업하는 것이 일반적이다.
휠 얼라인먼트, 휠 밸런스 모두 차량의 하체, 타이어와 관련이 있다. 차량을 장시간 도로 상태가 좋지 못한 곳을 계속 주행하다 보면 잦은 충격으로 인해 설정된 각도와 값이 변하게 된다. 그러다 보니, 승차감이 좋지 않아지고, 연료의 소비율이 나빠지며, 타이어의 편마모가 생기게 된다. 그리고 이처럼 하체나 타이어에 문제가 생기면 차량을 운전하는 운전자의 피로도를 높이게 된다. 그러니 핸들의 떨림, 휘청거림이 느껴진다면 즉시 타이어 전문점으로 방문하여 휠 얼라인먼트와 휠 밸런스를 조정해 주는 것이 좋다.
얼라인먼트 3대 요소 캠버, 토우, 캐스터
휠 얼라인먼트는 보통 캠버, 캐스터와 토우 등의 3가지 요소로 결정된다.
캠버는 정면에서 바라보았을 때 차량의 휠 장착 각도를 표시한다. 네거티브, 제로, 포지티브 캠버 3가지로 표시한다. 네거티브 캠버는 코너링 시에 그립감을 높이는 장점을 가지고 있고, 제로 캠버는 뉴트럴 캠버라고도 부르며, 우리가 일반적으로 주행하는 차량의 캠버로 가속과 제동, 주행 시에 가장 안정적이라고 볼 수 있다.
포지티브 캠버는 적은 힘으로도 쉽게 조향을 하기 위한 캠버로 보통 농기구나 오프로드 차량 등에 적용이 된다. 각각 장점들을 갖고 있지만 네거티브, 포지티브 캠버는 과도하게 설정할 경우 제동력과 마모도가 높아질 수 있다는 단점을 갖고 있다.
토우는 차량을 위에서 바라보았을 때의 각도를 뜻하며, 타이어가 편마모되는 것을 방지하고 타이어 운동성능을 향상시키는 역할을 한다. 토우 인과 토우 아웃 2가지로 정의를 하고 있으며, 앞쪽으로 좁아지는 간격을 토우 인, 앞쪽으로 넓어지는 간격을 토우 아웃으로 명칭하고, 제조사에서 출시될 때의 토우 값은 없는 상태이기 때문에 제로 토우라고 부른다.
캐스터는 차량을 옆면에서 바라보았을 때 바퀴의 중심과 스티어링이 이루는 각도를 뜻한다. 캠버와 같이 포지티브, 네거티브 캐스터 2가지로 나뉘는데요. 포지티브 캐스터는 타이어의 중심축이 뒤쪽으로 기울어짐을 의미하고, 네거티브 캐스터는 앞쪽으로 기울어진 것을 의미한다. 각도가 틀어지게 되면 차량에 떨림 현상이 나타나게 되는데, 이 각도가 0에 가까울수록 안정적인 주행이 가능해진다.
오늘은 타이어의 휠 얼라인먼트와 휠 밸런스에 대해서 알아보았다. 핸들링이나 주행감이 예전과 다르다면 점검할 필요가 있으며 이와 같은 작업들은 큰 비용이 들지 않기 때문에 금액적인 부담은 조금 내려놓을 수 있다. 주기적인 점검을 통해 항상 안전운행이 최고다.
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