경량휠의 장점과 단점

휠의 무게에 대해 말할 때 꼭 등장하는 말이 있는데, 바로 Unsprung weight 혹은 Unsprung Mass라는 단어입니다. 다소 어려운 단어 같지만, 쉽게 설명하면 서스펜션(자동차와 타이어/휠 사이에 존재하는 것으로 노면에서 발생하는 충격을 흡수하며 타이어가 지면에 달라붙어 있을 수 있게 지지하는 역할을 하는 것) 아래에 있는 질량의 이동, 혹은 회전관성모멘트을 뜻하는 것으로 간단히 말해 휠의 무게를 두고 이야기하는 것이라 봐도 좋습니다.

   

자세히 설명하자면, 서스펜션과 타이어 사이의 무게에 해당하는 휠이나 브레이크 무게의 감량 혹은 최적화된 무게 배분이 이루어지면 그만큼 성능에서 유리한 점을 찾을 수 있으며, 그 때문에 경량휠을 사용하는 것 입니다.

   

   

 

 

   

   

일반적으로 스프링 하질량을 1kg 줄이면 스프링 상질량 15kg을 줄이는 것과 같은 효과가 있다고 합니다. 조금 어려운 이야기지만, 쉽게 설명하면 가벼운 신발을 신고 달리면 다리에 생기는 부담이 줄어서 조금 더 가벼운 느낌으로 빠르게 달릴 수 있다는 뜻과 같습니다. 그러니까 실제로 질량의 이동 폭이 크고 구동을 담당하는 부분의 무게를 줄이면 그만큼 빨라 진다는 뜻입니다.

 

좀 더 정확히 말하자면, 차체가 무거우면 그만큼 에너지 효율성은 떨어지갰지만 그만큼 차가 튼튼하기 때문에 고속으로 주행 할 때의 안정성이 보장되어 유리하기도 합니다. 하지만 휠은 계속 회전 하기 때문에 하중의 이동이 발생하는데, 무거운 휠일수록 이동하는 하중의 양이 그만큼 커지기 때문에 엔진에서 구동축으로 전달되는 힘이 그 무게를 감당하기 위해 일부 사용되어 에너지 효율성이 떨어지며 스티어링을 조작하기도 힘들어집니다.

   

하지만 휠이 가벼우면 그만큼 이동하는 하중의 양이 줄어들어 노면 추종성이 향상되고 특히 스프링 상질량이 증가되는 효과를 주어 주행 안정성이 향상됩니다. 또한 엔진과 구동축에서 감당해야 하는 무게가 줄어들게 되기 때문에 에너지 효율성도 높아집니다.

 

   

 

 

 

 

   

   

또한 경량휠은 반드시 강성과 연성이 보장되어야 한다는 점을 알아두셔야 합니다. 그러니까 충격을 잘 흡수하고 형태를 잘 유지하는 성질이 강해야 한다는 점입니다. 경량휠은 금속의 사용량을 줄여 그 무게를 줄이기 때문에 그만큼 강성과 연성을 제대로 갖추지 못하는 경우가 있습니다. 따라서 경량휠은 대부분 고도의 합금 기술이나 마그네슘, 티타늄과 같은 고가의 소재 그리고 적은 양의 금속으로도 강성과 연성을 보장하기 위해 내부 밀도를 증가시키는 제작 방법으로 제작됩니다. 비싼 소재가 사용되며 제작법이 까다롭기 때문에 경량휠은 대부분 고가의 제품에 속합니다.

 

   

경량휠은 주행 환경에 따라 되려 효율성이 좋지 못할 때도 있습니다. 일반적인 아스팔트 도로에서 사용하는 경우에는 경량휠이 확실히 좋으나, 자갈이 많고 굴곡이 심한 도로에서 사용 할 경우에는 휠의 강성과 연성이 모자라는 경우 자칫하면 휠이 깨져 심각한 사고를 초래할 수도 있습니다. 특히 패인 곳을 빠른 속도로 지나가면 아무리 강성이 좋은 휠이라도 충격의 범위를 넘어서서 휠에 금이 가거나 깨지는 경우가 생깁니다. 랠리처럼 특별한 상황에서 사용하는 휠의 경우는 모든 조건을 충족시켜야 하지만 이 경우도 마찬가지 위에서 언급한 것과 같이 가격적인 문제가 발생합니다.

   

   

 

 

   

   

또한 가벼운 휠이 불리한 곳도 있습니다. 빙판길이나 눈길에서는 경량휠보다는 오히려 무게가 무거우며 평소 사용을 꺼리는 스틸 휠이 더 유리합니다. 휠 자체의 무게가 많이 나가기 때문에 노면과 접지면을 늘여주는 효과가 있기 때문입니다. 실제 유럽에서는 겨울철이면 알로이 휠을 포기하고 윈터 타이어와 스틸 휠로 바꿔 끼우는 경우도 있습니다.

 

가벼운 휠을 사용하면 장점도 많지만 그만큼 가격도 비싸고 디자인도 한정적이기 때문에 사용 할 때 충분히 생각해 보셔야 합니다.