지난해 우리나라의 자동차 등록대수가 세계에서 15번째로 2천만대를 돌파했다는 기사를 들어본 적이 있을 것이다. 대한민국은 자동차 등록제도가 시작된 1945년 당시, 등록 대수가 겨우 7000여대에 불과했지만 70년이 흐른 2015년에는 약 2,900배가 증가한 2,033만 9,000여대에 이르러, 국민 2.5명 당 1대에 근접한 자동차 보유량을 지닌 국가로 성장했다.
자동차의 보급률이 높아짐에 따라, 자동차 문화의 보급과 활성화도 동시에 진행되고 있다. 이에 따라, 자동차 튜닝에 대한 관심과 수요 역시 발생하게 되었다. 이 부분은 최근 정부의 자동차 튜닝산업 활성화 정책과도 맞물려, 더욱 많은 조명을 받고 있다.
자동차 튜닝은 자동차 문화 발전에 있어서 빼 놓을 수 없는 요소 중 하나이다. 일례로, `자동차의 왕국`인 미국의 경우, 1963년부터 매년 11월에 라스베이거스 컨벤션 센터에서 열리는 `SEMA 쇼`를 통해, 미국의 발달된 자동차 튜닝 문화를 대내외적으로 보여주고 있다. 일본의 도쿄 오토살롱은 연 평균 25~30만명이 관람하는 아시아권 최대의 튜닝 박람회로 자동차 문화 발전에 따른 튜닝에 대한 관심을 확인할 수 있는 대표적인 예다.
이처럼 자동차 보급량의 증가는 자동차 문화에 대한 관심을 높이게 되는 기반으로 작용한다. 이로 인해, 다수의 국민들이 자동차를 보유하고 있는 우리나라도 남들과 다른 개성을 추구하는 경향이 나타나면서 자동차 튜닝 부문에 대한 관심도 높아지고 있다.
자동차 튜닝을 시작함에 있어서 가장 많은 이들이 접근하게 되는 부분은 `휠`이다. 특히, 휠은 타이어와 차체를 직접적으로 연결해주는 부품이다. 휠은 어떤 것을 선택하느냐에 따라 차량의 성능과 안전은 물론, 개성까지 동시에 추구할 수 있다. 때로는 스포티하게, 때로는 모던하게 자동차의 전체적인 분위기를 바꿔줄 수 있을 뿐만 아니라 안전한 운행과 효율성, 그리고 성능에도 밀접한 영향을 미친다.
휠은 타이어를 지지하는 림과 림을 허브에 지지하는 부분으로 구성, 타이어와 함께 차량의 중량을 지지하고 구동력과 제동력을 노면에 직접 전달하는 역할을 해 타이어와 마찬가지로 자동차의 안전을 책임지는 중요한 부품이다.
휠의 종류는 재질에 따라 철강 소재의 스틸 휠, 알루미늄이나 마그네슘 등의 합금을 사용한 알로이 휠 등으로 나뉜다.
2000년대 이전까지는 스틸 휠이 일반적으로 사용됐지만, 경량화 및 안전 등을 이유로 최근에는 대부분의 승용차들이 기본적으로 알로이 휠을 장착하고 있다. 마그네슘 휠의 경우 알루미늄 휠보다 가볍지만 제공 공정이 까다롭고 높은 가격으로 F1 또는 초고가의 슈퍼카에 쓰인다.
90% 이상의 알루미늄에 규소와 마그네슘, 티타늄 등의 금속을 혼합해 만드는 알로이(alloy) 휠은 기본적으로 스틸 휠 보다 열전도율이 우수하다. 이 덕분에 타이어와 노면 간의 마찰열과 브레이크 패드 혹은 라이닝 등에 의해 일어나는 마찰열 등을 내보내는 효과가 뛰어나다. 따라서, 제동 성능의 유지 및 안전성이 뛰어나며 스틸 휠보다 정밀하여, 휠 밸런스의 정확성을 지속적으로 유지할 수 있다. 또 더 높은 강도와 중량에 있어서도 스틸 휠의 1/3정도로, 월등히 가벼워 연비 향상에 도움을 준다.
휠은 만드는 방식에 따라 단조 휠과 주조 휠로 구분 된다. 단조 휠은 휠의 주성분(철, 알루미늄, 마그네슘)의 합금 덩어리를 가열한 뒤 높은 압력으로 몰드에 압착 성형하여 제조하는 것으로 정밀도와 함께 높은 기술력이 필요하다. 가벼운 중량, 뛰어난 치밀성과 높은 인성으로 충격에 강하다.
주조 휠(캐스팅 휠)은 휠의 주성분을 녹인 후 틀에 넣어 분리하는 과정을 통해 만들어진다. 현재 가장 많이 쓰이는 제조방식으로 대량 생산에 적합하다. 대부분의 양산차에 장착돼 있는 순정 휠의 주조 방식이다.
휠은 구조에 따라서도 분류가 된다. 한 덩어리로 된 1피스(one piece), 2조각, 3조각으로 되어 있으면 2피스(two piece) 또는 3피스(three piece)로 구분된다. 보통 스포크와 아우터림, 이너림으로 구분할 수 있다.
1피스 휠은 림(Rim)과 디스크(Disc)를 한 덩어리로 주조하여 가공한 휠 이다.
제조가 용이하고 강성을 확보하기 쉬워서 품질의 편차가 적은 반면, 경량화를 실현하기가 어렵고 디자인의 한계가 있다.
2피스 휠은 림과 디스크를 따로 만들거나, 아우터 림(Outer Rim)만을 따로 만들어 용접 또는 볼트로 고정, 결합하는 방식의 휠이다. 일부를 분리하여 만들기 때문에 각각의 부분에 여러 가지 소재와 제조 방법을 적용할 수 있으므로 다양한 디자인과 경량화가 가능하다.
3피스 휠은 아우터 림(Outer rim), 이너 림(Inner Rim), 디스크(Disc)부를 각각 따로 만들어서 볼트로 체결, 조립한 휠이다. 각각 피스의 강도를 높이고 무게는 줄이기 위해 주조로 제작된 부품을 사용한다. 다양한 디자인은 물론 림이나 디스크의 교체가 가능하므로 많은 차종에 장착할 수 있고 파손된 부위만 따로 수리할 수도 있다. 조립방법에 따라 샌드위치 타입, 오버핸드 타입, 언더핸드 타입으로 나뉘어진다.
휠은 모양에 따라 스포크(Spoke), 메쉬(Mesh), 핀(Fin), 디쉬(Dish), 에어로(Aero) 타입 등의 휠이 있다.
스포크 타입 휠은 마차의 수레바퀴를 본떠서 발전된 모델이다. 스포크의 개수는 십자형(2개)에서부터 6, 12, 16 다수의 형태가 있으나 통상적으로 12개 까지를 스포크 타입으로 칭하고 가볍고 내구성이 뛰어나 순정휠 또는 애프터 마켓 휠로 자주 쓰이는 휠이다.
메쉬 타입 휠은 그물형상을 본떠서 발전된 형태로 힘의 분산이 잘 되며 높은 강도를 지닌 특징이 있다. 스포크 휠에서 조금 더 정교하고 복잡하게 변형된 휠로 밸런스가 좋아 대형 세단에 인기가 높다.
핀 타입 휠은 스포크 타입의 일종으로 13이상의 스포크를 가지면 통상적으로 핀 타입으로 분류된다. 스포크 타입보다 비교적 얇은 스포크를 가지고 있다. 핀 타입은 물고기 지느러미에서 볼 수 있는 빗살무늬 모양에서 유래되었고 강한소재와 복잡한 제작으로 내구성과 강도를 높인 만큼 고가에 해당한다.
디쉬 타입 휠은 접시 모양을 본떠서 만든 휠로 공기와의 와류현상을 차단해 공기저항에 유리하고 높은 강도를 지니지만 무겁고 휠의 전면이 막혀 있어 통기성이 떨어져 브레이크의 냉각에 불리하다. 오늘날에는 구멍을 내거나 핀을 조합한 복합적인 디자인이 주류를 이루고 있다.
에어로 타입 휠은 스포크의 각도를 일정 방향으로 주어서 만드는 바람개비 형태로 휠에서 발생하는 저항을 줄이고 높은 강도를 지닌다. 주로 에너지 효율성의 극대화를 필요로 하는 전기차 혹은 하이브리드 자동차 등에 적용되고 있다.
이외에도 스포크, 디쉬 타입을 혼합하여 에어로 스포크 (Aero-spoke), 에어로 디쉬(Aero-Dish)타입 휠 등의 형태가 있다.
이처럼 자신만의 개성을 표출할 수 있는 다양한 종류의 휠이 있다. 하지만 자신의 차량에 맞는 올바른 휠을 사용하는 것 또한 매우 중요하다. 잘못된 선택으로 휠을 바꾸게 되면 오히려 `독`이 될 수 있다.
휠은 타이어와 붙어서 공기압을 유지시켜주는 림(Rim)의 지름과 폭, 휠의 중심에서 허브 면까지 얼마나 차이 나는지 나타내는 오프셋(off set), 차축의 직경을 나타내는 허브(Hub), 휠 너트 구멍의 중심으로 이뤄진 원의 지름인 PCD(Pitch Circle Diameter), 휠 너트 개수 등을 알면 자동차에 맞는 규격의 제품을 선택할 수 있다. 특히 볼트 구멍간의 대각선 거리 수치를 뜻하는 PCD와 허브지름을 정확히 알고 있어야 자신의 자동차에게 맞는 휠을 선택할 수 있다.
인치 업(inch up)이란 출고 시 장착되어 나오는 휠과 타이어보다 지름이 큰 휠, 타이어(내경)로 교체하는 것으로 접지면을 넓힐 수 있으므로 코너링 성능이 향상된다. 또 스티어링의 응답성이 빨라질 수 있다. 반면, 승차감과 연비의 악화를 초래할 수 있으며 더 큰 휠을 사용하게 되면 타이어도 커져야 하므로 바퀴 전체지름이 커지게 된다. 동일한 엔진출력에서 볼 때 구동 토크가 상대적으로 약해지므로 가속력이 떨어지고 제동거리에 영향을 끼칠 수 있다. 특히 타이어의 노면추종성이 증대되어 운전이 불편해질 수도 있다.
인치업을 할 때에는 반드시 타이어의 편평비를 낮추어 바퀴 전체지름을 순정 상태의 크기에 근접시켜야 한다. 인치업 후 자신의 차량에 적합하지 않을 때 타이어나 휠이 섀시 및 차제와의 간섭, 혹은 스노우 체인의 사용에 제약이 생기며 승차감과 핸들링 특성이 변하고 내구성에도 영향을 끼치므로, 총 직경과 밸런스를 필히 확인해 주는 것이 좋다. 일반적으로 바퀴의 휀더 간섭, 연비 저하 등을 예방하기 위해 통상적으로 순정 출고 차량의 인치 2 정도를 권고하고 있다.
휠을 교체하기 전 휠의 제원을 보는 방법에 대하여 알아두는 것이 중요하다.
림은 타이어와 밀착되어 공기압을 유지시켜주는 부위로 표기 시 그 폭이 인치로 표시된다.
림은 타이어를 장착 유지시켜 주는 부분이며 림폭은 타이어의 편평비와 밀접한 관계가 있다. 림 폭이 작은 경우는 사이드 휠 부분이 지나치게 노출되어 위험이 따른다. 림 폭이 지나치게 큰 경우에는 연비가 증가되며 차체와의 간섭 등의 원인이 된다.
오프셋(offset)은 림폭의 중심선에서 디스크의 취부면까지의 거리(mm)를 말한다. 제로(zero) 오프셋은 휠의 장착면과 휠의 중심선이 같은 것이고 플러스 오프셋 휠은 휠의 장착면이 바깥쪽으로 오프셋 양(mm) 만큼 나와있고 마이너스 오프셋 휠은 장착면이 안쪽으로 오프셋 양만큼 들어가 있는 것이다.
이에 순정휠 보다 더 큰 플러스 오프셋 휠을 장착하게 되면 타이어가 휀더 하우스 안쪽으로 들어가게되고, 마이너스 오프셋 휠을 장착하게 되면 바깥쪽으로 튀어나오게 된다.
승용차의 경우 플러스, SUV 등의 경우 마이너스 오프셋이 되는 경우가 많다.
마이너스 오프셋인 휠을 장착했을 때 타이어가 바깥쪽으로 튀어나오게 된다. 따라서 차폭이 넓어져 안정되어 보이고, 코너링 성능이 좋아진다. 하지만 허용치 이상의 마이너스 오프셋인 경우 타이어와 휠의 중심선이 맞지 않아 스트어링 휠(핸들)이 떨리며 허브베어링에 지나친 하중이 걸려 내구성 저하와 안전에 위협이 된다. 플러스오프셋인 경우 타이어가 안쪽으로 들어가게 되며 이를 교정하기 위해 스페이서를 장착할 때 밸런스 이상과 볼트의 조임력이 떨어져 안전에 지장을 가져오게 된다.
오프셋의 허용범위는 타이어를 장착한 상태에서 안쪽 쇼크업소버에 닿지 말아야 하고, 핸들을 최대로 꺾었을 때 휠하우스에 걸리지 말아야 한다.
이외에도 림부 구성요소는 험프와 비드 시트 등이 있다.
디스크는 휠의 디자인이 구사되어 있는 전면 부위로 차체와 체결하여 주는 허브(Hub)축, 볼트구멍 등이 포함되어 있다.
허브는 휠의 중앙부분에 있는 구멍으로 차축과 체결되는 부분으로 가장 중요한 것은 차축의 지름과 반드시 일치해야 된다. 허브 직경이 맞지 않을 경우 허브링(Hub-ring)을 이용하여 무리하게 장착하면 런아웃 클레임을 초래한다.
PCD(Pitch Center Diameter)는 휠이 차에 지탱할 목적으로 뚫은 구멍의 각 중심선을 연결한 원의 지름을 의미한다. 플렌지를 표기하는 ``J`` 또는 ``JJ``는 광폭 심저 림(wide drop rim)의 기호이다.
PCD는 브랜드 별로 각기 다른 PCD를 사용하며 PCD가 틀릴 경우 차에 장착 할 수 없다. DZ
플랜지(Flange)는 타이어의 비드 부분을 지탱시켜 주는 부분으로 흔히 J형과 JJ형이 있으며 밸런스 납을 부착 시켜주는 부위이다. J형의 경우 클립식 납(박는 납)을 사용하고 JJ형은 부착식 납을 사용한다.
사람으로 비유하자면 신발과 마찬가지인 휠은 스타일을 완성시켜주는 역할을 한다. 신발에도 다양한 기능이 있듯이 휠도 종류에 따라 이같이 수많은 기술력이 녹아있다.
인기 튜닝 품목 중 하나인 휠은 튜닝에 큰 관심이 없어도 흔히 욕심을 가지게 된다. 하지만 튜닝에 앞서 반드시 안전을 고려해야한다. 정품 휠의 경우 다소 고가의 가격대가 형성되어 있어 일부 운전자들 가운데 모양만 비슷한 `카피 휠`을 사용하곤 한다.
카피 휠은 안정성에 문제가 있고 이는 운전자의 생명에 직접적인 영향을 끼칠 수 있기 때문에 반드시 정품 휠을 사용하는 것을 추천한다.
