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접지력 편집하기
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| − | '''접지력'''(接地力 | + | '''접지력'''(接地力, grip) 자동차의 [[타이어]]가 [[노면]]에 닿아 헛돌지 않고 [[자동차]]를 움직이거나 멈추게 하는 [[힘]]이다. '''그립'''(grip) 또는 '''트랙션'''(traction)이라고도 한다. |
== 개요 == | == 개요 == | ||
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[[물리학]]에서의 공식에는 마찰력과 물체의 넓이는 비례한다. 그렇다면 타이어의 폭이 넓을수록 접지력이 좋아지는 것인가 의문이 들 수 있다. 결론적으로 너비가 넓은 타이어는 땅에 닿는 접촉면도가 넓기 때문에 접지력이 좋다는 생각은 틀린 접근이다.<ref name="쌍용"> 〈[http://asq.kr/yJd6PEp 타이어와 접지력에 관한 오해와 진실!]〉, 《쌍용자동차》, 2018-02-19</ref> 땅의 닿은 접촉 면적을 숫자로 계산하면 타이어의 폭과 관계없이 동일 한 값을 얻게 되는데 이는 [[컨택패치]]의 특성 때문에 있다. 컨택패치란 휠이 완전할 때 지면에 닿는 부분으로 노면과 닿는 면은 타이어의 폭이 넓으면 접촉 길이는 짧아지고, 타이어의 폭이 좁으면 접촉 길이는 길어지게 된다. 그리하여 땅에 닿는 접촉 면적을 계산하여 비교하면 동일한 넓이를 같게 되는 것이다. 즉, 같은 공기압이라면 접지면적에는 차이가 없고 오로지 접지 형상에만 변화가 있을 뿐이다.<ref name="컨택패치"> 사냥꾼, 〈[https://m.blog.naver.com/cogram/220976221969 사냥꾼 리포트_타이어의 폭과 접지(컨택패치) 면적, 접지력의 관계 다시 보기]〉, 《네이버 블로그》, 2017-04-05</ref> 따라서 광폭타이어가 일반타이어에 비하여 접지력이 높지만 접지면적의 우위로 인하여 접지력이 우수하다는 말은 아니다. 이러한 컨택패치의 형상에 따라 코너링 성능도 달라지는데, 앞서 말했듯이 타이어 폭이 넓으면 세로가 짧고 가로가 긴 형상으로 종그립(세로 방향 접지력)에 대한 마찰력을 감소시키는 대신에 횡그립(가로 방향 접지력)에 대한 마찰력을 증가시킬 수 있다는 것이다. 이는 코너링 시에 자동차 성능에 긍정적인 영향을 가져올 수 있고 반면, 종그립을 잃었기 때문에 재가속 혹은 직진 가속 시 일반타이어 보다 해당 성능이 떨어지게 된다. | [[물리학]]에서의 공식에는 마찰력과 물체의 넓이는 비례한다. 그렇다면 타이어의 폭이 넓을수록 접지력이 좋아지는 것인가 의문이 들 수 있다. 결론적으로 너비가 넓은 타이어는 땅에 닿는 접촉면도가 넓기 때문에 접지력이 좋다는 생각은 틀린 접근이다.<ref name="쌍용"> 〈[http://asq.kr/yJd6PEp 타이어와 접지력에 관한 오해와 진실!]〉, 《쌍용자동차》, 2018-02-19</ref> 땅의 닿은 접촉 면적을 숫자로 계산하면 타이어의 폭과 관계없이 동일 한 값을 얻게 되는데 이는 [[컨택패치]]의 특성 때문에 있다. 컨택패치란 휠이 완전할 때 지면에 닿는 부분으로 노면과 닿는 면은 타이어의 폭이 넓으면 접촉 길이는 짧아지고, 타이어의 폭이 좁으면 접촉 길이는 길어지게 된다. 그리하여 땅에 닿는 접촉 면적을 계산하여 비교하면 동일한 넓이를 같게 되는 것이다. 즉, 같은 공기압이라면 접지면적에는 차이가 없고 오로지 접지 형상에만 변화가 있을 뿐이다.<ref name="컨택패치"> 사냥꾼, 〈[https://m.blog.naver.com/cogram/220976221969 사냥꾼 리포트_타이어의 폭과 접지(컨택패치) 면적, 접지력의 관계 다시 보기]〉, 《네이버 블로그》, 2017-04-05</ref> 따라서 광폭타이어가 일반타이어에 비하여 접지력이 높지만 접지면적의 우위로 인하여 접지력이 우수하다는 말은 아니다. 이러한 컨택패치의 형상에 따라 코너링 성능도 달라지는데, 앞서 말했듯이 타이어 폭이 넓으면 세로가 짧고 가로가 긴 형상으로 종그립(세로 방향 접지력)에 대한 마찰력을 감소시키는 대신에 횡그립(가로 방향 접지력)에 대한 마찰력을 증가시킬 수 있다는 것이다. 이는 코너링 시에 자동차 성능에 긍정적인 영향을 가져올 수 있고 반면, 종그립을 잃었기 때문에 재가속 혹은 직진 가속 시 일반타이어 보다 해당 성능이 떨어지게 된다. | ||
===마찰력=== | ===마찰력=== | ||
| − | 마찰력은 그 면의 거칠고 부드러운 | + | 마찰력은 접촉해 있는 면의 넓이로, 그 면의 거칠고 부드러운 정도에 의해 결정된다. 기본적으로 면적이 클수록 마찰력이 크며 마찰력은 수직항력(하중)에 비례한다. |
f(마찰력) = μ(마찰계수, 거칠기)* N(수직항력, 하중) | f(마찰력) = μ(마찰계수, 거칠기)* N(수직항력, 하중) | ||
마찰력의 기본 법칙을 보면 거칠기와 수직항력에 비례할 뿐 접지면적과는 상관이 없음을 보여준다. 노면에 대해 발생시키는 접지력은 단순 마찰력으로만 나타나는 것이 아니라 접지력 = 마찰력 + 점착력으로 나타내기 때문이다. 여기서 마찰력은 [[수직항력]]에 비례하는 [[함수]]이고, 점착력은 접지면적에 비례하는 함수로 나타내기 때문에 따라서 같은 하중이 실리더라도 접지면이 넓은 타이어가 점착력이 커서 높은 접지력을 확보한다.<ref> 쇠머리, 〈[https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=ironskull&logNo=120178477653 광폭타이어는 어째서 접지력이 좋을까? 간단한 타이어의 물리법칙 -1부-]〉, 《네이버 블로그》, 2013-01-16</ref> 결과적으로 타이어는 접촉면적(트레드 면의 고무양과 변형량)이 간접적인 [[변수]]로 작용한다고 판단된다. 그리하여 타이어의 [[트레드]] 모양은 마찰력을 조절하는 데에 중요한 역할을 한다. 트레드가 없는 타이어는 접촉 면적이 넓어 큰 마찰력을 제공한다. 재질도 중요한 요소로 타이어의 고무가 부드러울수록 변형이 쉬워 땅에 닿는 넓이가 크다.<ref> 이럴 때 꿀팁, 〈[https://blog.kumhotire.co.kr/288 (Special Theme) 마찰력과 타이어(Frictional Force & Tire)]〉, 《금호타이어 블로그》, 2012-07-31</ref> | 마찰력의 기본 법칙을 보면 거칠기와 수직항력에 비례할 뿐 접지면적과는 상관이 없음을 보여준다. 노면에 대해 발생시키는 접지력은 단순 마찰력으로만 나타나는 것이 아니라 접지력 = 마찰력 + 점착력으로 나타내기 때문이다. 여기서 마찰력은 [[수직항력]]에 비례하는 [[함수]]이고, 점착력은 접지면적에 비례하는 함수로 나타내기 때문에 따라서 같은 하중이 실리더라도 접지면이 넓은 타이어가 점착력이 커서 높은 접지력을 확보한다.<ref> 쇠머리, 〈[https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=ironskull&logNo=120178477653 광폭타이어는 어째서 접지력이 좋을까? 간단한 타이어의 물리법칙 -1부-]〉, 《네이버 블로그》, 2013-01-16</ref> 결과적으로 타이어는 접촉면적(트레드 면의 고무양과 변형량)이 간접적인 [[변수]]로 작용한다고 판단된다. 그리하여 타이어의 [[트레드]] 모양은 마찰력을 조절하는 데에 중요한 역할을 한다. 트레드가 없는 타이어는 접촉 면적이 넓어 큰 마찰력을 제공한다. 재질도 중요한 요소로 타이어의 고무가 부드러울수록 변형이 쉬워 땅에 닿는 넓이가 크다.<ref> 이럴 때 꿀팁, 〈[https://blog.kumhotire.co.kr/288 (Special Theme) 마찰력과 타이어(Frictional Force & Tire)]〉, 《금호타이어 블로그》, 2012-07-31</ref> | ||
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하중이 높으면 자동차의 바퀴가 지면에 더욱 붙게 되어 접지력이 높아진다. 마찰력과 연관되어 수직으로 누르는 힘에 비례하여 누르는 힘이 강할수록 마찰력은 증가하기 마련이다. 때문에 기술자들은 차량의 무게 이외에도 [[공기역학]]적으로 누르는 힘을 만드는데 이를 [[다운포스]]라 한다.<ref> 〈[https://namu.wiki/w/%EC%A0%91%EC%A7%80%EB%A0%A5 접지력]〉, 《나무위키》</ref> 하중을 이용하여 코너의 무게 배분을 바꾸면 네 바퀴에 걸리는 하중이 바뀌어 결과적으로 타이어의 접지력을 바꿀 수 있다. 코너의 방향이 편중된 트랙에서 하중이 어느 한 바퀴에 몰리도록 설정하여 자동차의 반응을 개선하기도 한다. | 하중이 높으면 자동차의 바퀴가 지면에 더욱 붙게 되어 접지력이 높아진다. 마찰력과 연관되어 수직으로 누르는 힘에 비례하여 누르는 힘이 강할수록 마찰력은 증가하기 마련이다. 때문에 기술자들은 차량의 무게 이외에도 [[공기역학]]적으로 누르는 힘을 만드는데 이를 [[다운포스]]라 한다.<ref> 〈[https://namu.wiki/w/%EC%A0%91%EC%A7%80%EB%A0%A5 접지력]〉, 《나무위키》</ref> 하중을 이용하여 코너의 무게 배분을 바꾸면 네 바퀴에 걸리는 하중이 바뀌어 결과적으로 타이어의 접지력을 바꿀 수 있다. 코너의 방향이 편중된 트랙에서 하중이 어느 한 바퀴에 몰리도록 설정하여 자동차의 반응을 개선하기도 한다. | ||
;열 | ;열 | ||
| − | 타이어의 접지력은 다른 마찰재와 마찬가지로 [[발열]]과 매우 밀접한 관련이 있다. 타이어는 일정 수준 이상의 온도에서 타이어의 성질이 변하면, 마찰계수 저하로 인하여 타이어 그립이 감소한다. 타이어는 낮은 온도에서 [[경화]]되어 있다가 일정 수준 온도가 올라가면서 부드러워지는 [[고무]]의 특성에 따라서 열을 받으면 타이어가 부드러워져 표면에 더 잘 달라붙게 된다.<ref name="쌍용"/> 타이어의 발열은 주로 [[사이드 월]]의 변형에 의해 발생한다. 사이드월의 변형량이 많으면 발열이 많게 된다. 이는 타이어의 폭과 밀접한 관련이 있다. 차량 중량과 타이어 공기압이 같은 조건이라면 일반타이어의 접지면과 폭이 넓은 광폭타이어의 접지면은 면적이 같지만 모양이 다른데, 진행 방향으로 더 긴 모양은 사이드 월의 변형이 더 많다. 타이어와 노면이 만나며 생기는 마찰력에서 생기는 열과 그 열울 방출하는 과정에서 길이가 길어 같은 면적이 지면에 닿는 시간이 길어지게 되어 발열이 더 심하고 식히는 데에 오랜 시간이 필요하기 때문에 접지력이 떨어진다는 것을 의미한다.<ref> 사냥꾼, 〈[https://m.blog.naver.com/cogram/221182556352 광폭타이어를 장착하면 접지면적이 더 넓어진다? not true!_사냥꾼 리포트]〉, 《네이버 블로그》, 2018-01-11</ref> | + | 타이어의 접지력은 다른 마찰재와 마찬가지로 [[발열]]과 매우 밀접한 관련이 있다. 타이어는 일정 수준 이상의 온도에서 타이어의 성질이 변하면, 마찰계수 저하로 인하여 타이어 그립이 감소한다. 타이어는 낮은 온도에서 [[경화]]되어 있다가 일정 수준 온도가 올라가면서 부드러워지는 [[고무]]의 특성에 따라서 열을 받으면 타이어가 부드러워져 표면에 더 잘 달라붙게 된다.<ref name="쌍용"/> 타이어의 발열은 주로 [[사이드 월]]의 변형에 의해 발생한다. 사이드월의 변형량이 많으면 발열이 많게 된다. 이는 타이어의 폭과 밀접한 관련이 있다. 차량 중량과 타이어 공기압이 같은 조건이라면 일반타이어의 접지면과 폭이 넓은 광폭타이어의 접지면은 면적이 같지만 모양이 다른데, 진행 방향으로 더 긴 모양은 사이드 월의 변형이 더 많다. 타이어와 노면이 만나며 생기는 마찰력에서 생기는 열과 그 열울 방출하는 과정에서 길이가 길어 같은 면적이 지면에 닿는 시간이 길어지게 되어 발열이 더 심하고 식히는 데에 오랜 시간이 필요하기 때문에 접지력이 떨어진다는 것을 의미한다.<ref> 사냥꾼, 〈[https://m.blog.naver.com/cogram/221182556352 광폭타이어를 장착하면 접지면적이 더 넓어진다? not true!_사냥꾼 리포트]〉, 《네이버 블로그》, 2018-01-11</ref> |
== 영향 == | == 영향 == | ||
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* [[트랙션]] | * [[트랙션]] | ||
* [[오버그립]] | * [[오버그립]] | ||
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* [[그립주행]] | * [[그립주행]] | ||
| − | * [[ | + | * [[드리프트 주행]] |
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* [[트랙션 컨트롤 시스템]] | * [[트랙션 컨트롤 시스템]] | ||
{{운전|검토 필요}} | {{운전|검토 필요}} | ||
