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휠에어커튼
휠에어커튼(wheel air curtain)은 바퀴 주변에 흐르는 공기의 흐름을 매끄럽게 유도하고 와류를 최소화하기 위해 전면 범퍼(bumper)에 구멍을 뚫어 만든 구조물을 말한다. 범퍼에 뚫린 구멍으로부터 흘러 들어온 공기가 휠(wheel) 주변에 공기로 된 커튼(curtian)을 치는 것과 같은 효과를 내며, 바퀴 주변의 공기 흐름을 안정시켜 연비와 주행 안정성을 높여준다.
목차
개요[편집]
휠에어커튼은 자동차의 전면 범퍼 하단부 양쪽에 구멍을 뚫어 휠하우징(wheel housing)으로 공기가 자연스럽게 흐르도록 하기 위해서 차체 외부 또는 내부에 만든 구조물을 말한다. 자동차 구동 시 바퀴가 회전하면서 휠하우징의 빈 공간에서 공기의 흐름이 발생하는데, 이때 고속 주행을 하게 되면 바퀴에 저항이 생기면서 자동차의 연비를 떨어뜨릴 수 있으며, 고성능 자동차의 경우에는 바퀴의 접지력을 떨어뜨림으로써 주행 안정성에도 영향을 줄 수 있다. 휠에어커튼은 이러한 현상을 줄이기 위해서 범퍼에 있는 공기 흡입구와 연결된 통로를 휠하우징 바깥쪽으로 연결하여, 구멍으로 들어온 공기가 바퀴 겉 부분을 타고 퍼져 흐르게 함으로써, 마치 휠 바깥쪽에 공기로 된 커튼을 치는 것과 같은 효과를 낸다. 휠에어커튼을 사용하면 주행 중 휠 영역 주변에서 발생하는 와류를 최소화하여 주행 거리와 연비를 향상시킬 뿐만 아니라, 공기의 흐름을 매끄럽게 유도하여 휠의 접지력을 높이고, 브레이크 냉각의 효율을 상승시켜주기 때문에 주행 안전성 또한 향상시킬 수 있다. 휠에어커튼은 공력 성능과 연비 효율 향상의 효과를 인정받았을 뿐만 아니라, 역동성과 에어로다이내믹(aero-dynamic)을 강조한 디자인을 연출할 수도 있기 때문에 최근 출시되는 신차에 적용되는 경우가 많으며, 고성능 자동차에도 빈번하게 적용된다.[1][2][3][4]
작동 원리[편집]
대부분 자동차의 전면 범퍼 하단부에 위치한 휠에어커튼은 범퍼의 좌측과 우측에 각각 한 개씩 있으며, 범퍼의 공기 흡입구로부터 휠하우징으로 흐르는 공기의 흐름을 원활하게 흐르도록 제어하면서 연비 효율 및 주행 안정성 향상을 주된 목적으로 사용된다. 여기서 휠하우징이란 바퀴가 들어가는 공간을 말하는데, 휠에어커튼이 없을 경우에 휠하우징의 빈 공간으로 공기가 드나들면서 휠 주변에 와류가 형성되고, 앞문 앞쪽과 뒷바퀴 뒤쪽은 대개 진공 상태가 되면서 이것이 바퀴뿐만 아니라 자동차 전체에도 강력한 저항으로 작용한다. 바퀴 주변은 언뜻 차체 주변의 공기 흐름과 큰 관계가 없어 보이지만, 휠하우징의 표면이 차체와 매끄럽게 이어지지 않고 끊어지는 부분이며, 또 그 안에서 바퀴가 빠르게 회전하면서 공기 흐름을 흐트러뜨리기 때문에 자동차 공기 저항의 15% 정도가 휠 주변부에서 발생된다. 이러한 공기 저항은 고속 주행 시 자동차의 연비 효율을 떨어뜨릴 수 있고, 고성능 자동차의 경우에는 바퀴의 접지력을 떨어뜨림으로써 주행 안정성에도 영향을 줄 수 있다. 이러한 현상을 줄이기 위해서 휠에어커튼이라는 구조물이 개발되었는데, 휠에어커튼은 전면 범퍼 양쪽 끝에 뚫린 구멍을 통해 휠하우징 안쪽으로 공기의 유입이 원활하게 진행될 수 있도록 만들어졌으며, 이렇게 유입된 공기는 바퀴의 겉 부분을 타고 퍼져 흐르게 함으로써, 마치 휠 바깥쪽에 공기로 된 커튼을 치는 것과 같은 효과를 낸다. 휠과 바퀴를 덮는 자연스러운 공기의 흐름은 휠뿐만 아니라 차체의 공기저항계수(Drag coefficient)를 줄여주며, 여기서 줄어든 공기저항계수는 공력 성능과 연비 효율의 향상을 의미한다. 또한, 매끄러워진 공기의 흐름은 휠의 접지력을 높이기 때문에 주행 안전성까지 향상된다.[1][5][6][7] 휠에어커튼은 공기역학적인 디자인과 연비 효율을 향상하는 효과뿐만 아니라, 제동 성능을 강화하는 기능도 한다. 자동차의 브레이크(break)는 디스크와 패드의 마찰로 작동하는데, 이때 발생하는 마찰열을 신속하게 냉각시켜주어야 최상의 제동 성능을 낼 수 있다. 기본적으로 휠디스크(wheel disc)가 제동 장치의 마찰열을 냉각시켜주는 역할을 하는데, 휠에어커튼에 의해서 발생한 압축된 공기의 흐름이 마찰열을 신속하게 제거하는 역할을 하며 미약하게나마 브레이크 냉각의 효율을 상승시키면서 제동 성능을 높이는 역할을 한다.[8]
중요성[편집]
과거에는 고장 없이 오래가는 엔진을 만드는 것이 자동차의 품질을 결정하는 가장 중요한 문제였다. 따라서 자동차를 디자인할 때, 공기역학을 크게 고려하지 않았다. 그러나 1970년대 석유 파동 이후, 연료 효율에 대한 관심이 늘어나게 되면서, 효율을 높이기 위한 공기역학, 즉 공기 저항과 관련한 연구가 점차 늘어났고, 오늘날엔 공기 저항에 대한 연구가 자동차 디자인에서 가장 중요한 요소 중 하나로 자리 잡았다. 또한, 자동차가 도로를 달릴 때, 타이어와 지면의 마찰력 뿐만 아니라 공기의 압력을 견디며 앞으로 나아가는데, 이 힘이 바로 자동차 공기 저항이다. 따라서 공기 저항을 줄여야만 차에 가해지는 압력을 줄여서 연비를 향상할 수 있으며, 공기 저항 연구를 위해서는 차량이 달릴 때 얼마나 저항을 받는지 명확하게 비교하는 것이 필요했고, 이를 수치화한 것이 공기저항계수이다. 공기저항계수가 작은 자동차일수록 주행 시 자동차가 받는 공기의 저항이 줄어들면서 에너지 소비가 줄어들고, 연비가 향상된다. 또한, 공기저항계수 수치가 낮을수록 최고 속도, 주행 안정성, 바퀴의 접지력이 향상된다. 휠에어커튼은 이러한 공기저항계수를 줄이는데 효과적인 기술이며, 자동차 주행 시 바퀴 주변에 연비 효율을 떨어뜨리는 난류가 생성되는 것을 줄이고 공기가 바퀴 겉 부분을 타고 퍼져 흐르게 함으로써 마치 휠 바깥쪽에 공기로 된 커튼을 치는 것과 같은 효과를 내기도 한다.[9] 자동차의 공기역학 성능은 차량의 외형 디자인과 가장 밀접한 연관성을 갖게 되므로, 기능적 측면에서 뿐만 아니라, 디자인적 측면에서도 휠에어커튼의 중요성이 높아지고 있다. 과거에는 휠에어커튼을 범퍼 안쪽으로 숨겼으나, 최근에는 공기역학적인 디자인이 인기를 끌면서 오히려 범퍼 전면부에 휠에어커튼을 과감하게 노출시키는 디자인을 채택하는 추세이며, 신 차종뿐만 아니라 기존에 휠에어커튼이 적용되지 않았던 차종의 페이스리프트(Face lift) 버전에도 적용하기도 한다.[8]
적용 차량[편집]
휠에어커튼은 자동차의 공력 성능 및 연비 효율 향상의 효과를 인정받으면서 2016년 이후부터 출시되는 대부분의 자동차의 디자인에 적용되고 있으며, 일반 승용차뿐만 아니라, 공기 저항 감소와 제동 성능 및 주행 안정성 강화의 효과도 있기 때문에 공기역학을 강조하는 고성능 자동차와 친환경 자동차의 디자인에 채택된다. 그중에서도 공기역학 성능과 연비 효율 향상의 효과가 뛰어나기 때문에 휠에어커튼은 하이브리드 자동차(hybrid car)와 전기자동차(electric car)의 디자인에서 거의 필수적인 요소로 자리잡았으며, 전세계의 많은 자동차 회사들이 따라 하고 있다.[8][10] 일반적으로 휠에어커튼은 안개와 같은 악천후 상황에서 운전자의 시야가 제대로 확보되지 않을 때 사용하는 안개등(fog lamp)과 함께 범퍼의 하단부에 위치한다.[11] 최근에는 차량에 기본적으로 장착되는 주간주행등(DRL)의 성능이 향상되면서 안개등의 필요성이 줄어들자 안개등이 있던 자리에 차량의 디자인을 위한 장식이나 에어로다이내믹을 위한 휠에어커튼으로 대체하여 적용하는 추세이다.[12]
대표 모델[편집]
2016 아이오닉 하이브리드[편집]
아이오닉 하이브리드(Ioniq Hybrid)는 현대자동차㈜(Hyundai Motor Company)가 처음으로 출시한 하이브리드(HEV) 전용 차종이자 대한민국에서 최초로 선보인 하이브리드 전용 차종이다. 아이오닉 하이브리드는 2016년에 첫 출시되었으며, 출시 당시에는 세계 최고 수준의 연비(22.4km/ℓ)를 달성해 현대자동차㈜의 친환경 기술력을 입증한 모델이기도 하다. 이후 하이브리드를 시작으로 순수전기차 버전인 일렉트릭(Electric)과 플러그인 하이브리드(plugin hybrid) 등 3종을 출시하였다.[13] 아이오닉 하이브리드는 국내 최초 친환경 자동차라는 타이틀뿐만 아니라, 라디에이터 그릴(radiator grille)과 헤드램프를 검정 소재로 감싼 디자인을 통해 주변과 대비되는 강렬한 이미지의 전면부와 미래지향적이고 역동성을 강조한 디자인이 특징이다. 또한, C자형 LED 주간전조등을 장착하여 안개등을 제거하고 휠에어커튼을 적용함으로써 에어로다이내믹을 강조하였다.[14]
G80 전동화 모델[편집]
G80 전동화 모델(Electrified G80)은 현대자동차㈜의 고급 자동차 브랜드인 제네시스(Genesis)의 첫 번째 전기차 모델로, 2021년 4월 19일 상하이 모터쇼에서 최초 공개된 후, 2021년 7월 7일에 정식 출시되었다. 내연기관(Internal Combustion Engine) 기반 G80의 파생 모델로, 고급 편의사양은 물론 뛰어난 동력 성능과 전용 전기차에서만 볼 수 있었던 각종 신기술을 대거 적용되면서 높은 경쟁력을 갖췄다. G80 전동화 모델에는 87.2 kWh 배터리가 탑재되어 1회 충전 시 최대 주행 가능 거리는 427km이고, 350kW급 초 급속 충전 시 22분 이내에 배터리 용량의 10%에서 80%까지 충전이 가능하다.[15] 연비 효율을 중요시하는 전기 전용 모델인 만큼 공기역학적인 디자인을 강조하였으며, 전기차 전용 디자인의 그릴(grille) 및 휠을 장착하였고, 전면 범퍼 하단부에 휠에어커튼을 적용하였다.[16]
2022 XM3[편집]
XM3(엑스엠쓰리)는 르노삼성자동차㈜(Renault Samsung Motors)가 소형 쿠페 스타일의 전륜구동 SUV(스포츠 유틸리티 자동차)로, 2019년 3월에 서울 모터쇼에서 처음으로 공개되었으며, 2020년 3월 5일에 정식 출시되었다. 프리미엄 디자인과 높은 연비 효율을 겸비하여 출시 이후 4개월간 누적 판매 2만 2,252대를 기록하면서 출시 이후 국내 소형 SUV 시장에 흥행 돌풍을 일으켰다.[17] 이후, 르노삼성자동차㈜는 XM3의 연식 변경 모델인 2022 XM3를 2021년 6월 4일에 출시하였는데, 2022 XM3에 기본 적용되는 주간주행등의 성능이 향상되면서 안개등의 기능을 대체하게 되면서 과감하게 안개등을 삭제하고 그 자리에 크롬 도금된 휠에어커튼을 적용한 것이 특징이다. 2022 XM3는 전기차 또는 하이브리드 자동차는 아니지만, 2021년 10월 기준, 아직 출시되지는 않았지만, 크롬을 사용하여 휠에어커튼의 기능과 디자인을 강조한 에어로다이내믹 디자인을 적용하였다. 같은 해 여름에 2022년형 XM3의 하이브리드 모델이 공개되기도 하였다.[18][19]
각주[편집]
- ↑ 1.0 1.1 류청희 자동차 평론가, 〈고성능 차 설명에서 흔히 볼 수 있는 용어들 이게 다 무슨 뜻일까?〉, 《HMG 저널》, 2018-10-16
- ↑ ELIAS LIM, 〈자동차가 공기를 다루는 방법〉, 《탑기어》, 2017-02-06
- ↑ 김종훈 기자, 〈신형 쏘나타 하이브리드 적용된 첨단 기능은?〉, 《아시아투데이》, 2014-12-16
- ↑ 김경수, 〈(기술팁)한 눈에 보는 자동차 에어로 파츠 상식... 바람을 지배하라〉, 《엔카매거진》, 2017-03-24
- ↑ 김남석 기자, 〈속도 2배 늘면 저항 4배 증가… 도전! 공기저항 ‘제로’〉, 《문화일보》, 2016-02-17
- ↑ 고정식, 〈공기를 지배하라 자동차는 어떻게 공기와 맞서고 싸울까?〉, 《모터트렌드》, 2020-06-25
- ↑ 도찌, 〈뉴 미니쿠퍼 시승 JCW 컨버터블 동성모터스 MINI 울산에서〉, 《네이버 블로그》, 2021-10-24
- ↑ 8.0 8.1 8.2 리바이버, 〈에어커튼이 적용된 현대자동차 알아보기〉, 《네이버 블로그》, 2016-02-25
- ↑ 영현대 현대자동차 기자, 〈바람을 다스려라! 연비와 성능 다 잡는 자동차 공기역학의 비밀!〉, 《HMG 저널》, 2019-12-27
- ↑ 후니송이아빠, 〈전기차 연비_전비에 대한 고찰(두번째 이야기 휠디자인과 공기역학〉, 《네이버 블로그》, 2019-04-21
- ↑ 〈안개등〉, 《나무위키》
- ↑ 오토모빌코리아, 〈요즘추세라는데... 범퍼에 있던 안개등이 점점 사라지고 있는 이유〉, 《네이버 포스트》, 2019-08-16
- ↑ 〈현대 아이오닉〉, 《위키백과》
- ↑ 김영환, 〈국산 최초 친환경 전용차 '아이오닉'의 디자인〉, 《디자인정글》, 2016-01-07
- ↑ 〈제네시스 G80 (전동화 모델)〉, 《위키백과》
- ↑ 카빌리프, 〈제네시스 G80 전기차…"실제로 보니 더 고급스럽네"〉, 《네이버 포스트》, 2021-10-13
- ↑ 〈르노삼성 XM3〉, 《위키백과》
- ↑ 김남희 기자, 〈"MZ세대 정조준" 르노삼성차, 2022년형 'XM3' 출시〉, 《뉴스웍스》, 2021-06-04
- ↑ Caru, 〈친환경 자동차의 시대 르노 소형 SUV, 르노 XM3 하이브리드 모델 출시〉, 《네이버 블로그》, 2021-10-24
참고자료[편집]
- 〈현대 아이오닉〉, 《위키백과》
- 〈제네시스 G80 (전동화 모델)〉, 《위키백과》
- 〈르노삼성 XM3〉, 《위키백과》
- 〈안개등〉, 《나무위키》
- 류청희 자동차 평론가, 〈고성능 차 설명에서 흔히 볼 수 있는 용어들 이게 다 무슨 뜻일까?〉, 《HMG 저널》, 2018-10-16
- ELIAS LIM, 〈자동차가 공기를 다루는 방법〉, 《탑기어》, 2017-02-06
- 김종훈 기자, 〈신형 쏘나타 하이브리드 적용된 첨단 기능은?〉, 《아시아투데이》, 2014-12-16
- 김경수, 〈(기술팁)한 눈에 보는 자동차 에어로 파츠 상식... 바람을 지배하라〉, 《엔카매거진》, 2017-03-24
- 김남석 기자, 〈속도 2배 늘면 저항 4배 증가… 도전! 공기저항 ‘제로’〉, 《문화일보》, 2016-02-17
- 고정식, 〈공기를 지배하라 자동차는 어떻게 공기와 맞서고 싸울까?〉, 《모터트렌드》, 2020-06-25
- 영현대 현대자동차 기자, 〈바람을 다스려라! 연비와 성능 다 잡는 자동차 공기역학의 비밀!〉, 《HMG 저널》, 2019-12-27
- 김남희 기자, 〈"MZ세대 정조준" 르노삼성차, 2022년형 'XM3' 출시〉, 《뉴스웍스》, 2021-06-04
- 김영환, 〈국산 최초 친환경 전용차 '아이오닉'의 디자인〉, 《디자인정글》, 2016-01-07
- 도찌, 〈뉴 미니쿠퍼 시승 JCW 컨버터블 동성모터스 MINI 울산에서〉, 《네이버 블로그》, 2021-10-24
- 〈에어커튼이 적용된 현대자동차 알아보기〉, 《네이버 블로그》, 2016-02-25
- 후니송이아빠, 〈전기차 연비_전비에 대한 고찰(두번째 이야기 휠디자인과 공기역학〉, 《네이버 블로그》, 2019-04-21
- Caru, 〈친환경 자동차의 시대 르노 소형 SUV, 르노 XM3 하이브리드 모델 출시〉, 《네이버 블로그》, 2021-10-24
- 오토모빌코리아, 〈요즘추세라는데... 범퍼에 있던 안개등이 점점 사라지고 있는 이유〉, 《네이버 포스트》, 2019-08-16
- 카빌리프, 〈제네시스 G80 전기차…"실제로 보니 더 고급스럽네"〉, 《네이버 포스트》, 2021-10-13
같이보기[편집]
