흡음타이어

흡음타이어는 타이어 내부 공기의 진동을 분산시켜 소음을 저감시킨 타이어이다. 흡음타이어는 타이어가 자체적으로 진동을 분산시키기 때문에 소음이 줄어든다. 소음 시험 결과 최대 13%나 소음을 저감시킬 정도로 그 성능이 뛰어나 평소 예민한 사람들도 마음 편히 드라이빙을 즐길 수 있는 신기술 타이어이다.

관련 기업

금호타이어㈜

금호타이어㈜는 소음을 획기적으로 줄인 공명음 저감 타이어를 개발했다. 공명음이란 타이어 바닥면과 도로 노면간 접촉으로 인해 타이어 내부의 공기가 진동하여 발생하는 소음이다. 공명음 저감 타이어는 타이어 내부에 흡음재인 다공성 폴리우레탄 폼을 부착시켜 타이어 공명음을 감소시킨 제품을 말한다. 자동차의 핵심 부품인 타이어는 주행 소음을 줄이는데 큰 힘을 발휘할 수 있다. 자동차에서 발생하는 소음 중 약 20~30%가 타이어에서 나오기 때문이다. 금호타이어는 흡음재 형상 및 재질을 최적화한 'K-사이런트 시스템'이라는 자체 기술을 통해 공명음을 잡았다. 일반타이어와 흡음재를 부착한 공명음 저감 타이어를 자체 비교한 결과 기존 프리미엄 제품 대비 약 8% 가량의 소음 절감에 효과가 있다. 금호타이어는 해당 기술을 개발하고 흡음재의 형상과 재질에 대한 국내 및 해외 특허등록을 마쳤다. 또, 공명음 저감 타이어를 EV6에 공급하며 기술력을 인정받기도 했다. 금호타이어의 흡음기술 K-사일런트가 적용된 '올시즌 크루젠 HP71'과 '엑스타 PS71' 2개 제품이 공급되었다. 이 제품들은 낮은 회전저항, 내마모성, 높은 구동력 등 전기차(EV) 전용 타이어로서의 기능을 갖추고 있다. 타이어 내부에 폴리우레탄 폼 재질의 흡음재를 부착해 타이어 바닥면과 도로 노면이 접촉하면서 타이어 내부의 공기 진동으로 발생하는 소음을 감소시켰다.

한국타이어앤테크놀로지㈜

한국타이어앤테크놀로지㈜는 자체 개발한 타이어 공명음 저감 기술인 '한국 사운드 압소버'(Hankook Sound Absorber)를 적용하여 타이어 내부의 공명음을 흡수하고 주행 소음을 감소하는 흡음타이어를 개발했다. 한국 사운드 압소버 기술은 폴리우레탄 소재의 흡음 패드를 타이어 내부에 안정적으로 부착한 형태이다. 전문 평가자 테스트 실시 결과, 흡음타이어는 기존 일반 타이어 대비 주행 성능은 그대로 유지하면서 일반 운전자가 직접 느끼는 감성 소음이 약 10%가량 감소되는 편안한 주행을 제공한다. 한국타이어는 자체 개발한 기술을 적용한 흡음타이어, 벤투스 S1 노벨2(Ventus S1 noble2)를 국내 최초로 양산차 업체에 공급했다.

현대자동차㈜

현대자동차㈜는 로드노이즈를 효과적으로 억제하기 위한 중공 흡음 휠을 차종에 적용했다. 중공 흡음 휠은 로드노이즈 중에서도 타이어 공명음을 저감하는 기술이다. 타이어 공명음이란 주행 중 타이어 진동에 의해 발생하는 200Hz 대역의 소음을 의미한다. 타이어와 노면 접촉으로 발생하는 타이어 사이드월(Side Wall)의 진동이 타이어 내부에서 진폭이 커지는 공진을 일으켜 소음이 발생하는 것이다. 이렇게 발생한 공명음은 타이어와 휠을 거쳐 서스펜션과 차체를 타고 실내로 전해진다. 이런 타이어 공명음은 탑승자 입장에서 가장 신경 쓰이는 소음 중 하나이다. 제네시스 G80에 적용한 중공 흡음 휠은 공명음의 반대 위상 음파를 만들어 200Hz 대역의 공명음을 상쇄한다. 원리를 보면, 타이어 내부 압력 차이에 따라 공기 유동이 발생하고, 이 공기가 흡음 홀을 통과하면서 공명음을 상쇄하는 반대 음파를 만들어 소음을 줄이는 것이다. 중공 흡음 휠의 핵심은 휠 내부의 중공 구조에 있다. 중공 구조는 울림통 역할을 하는 중공실과 작은 구멍처럼 생긴 흡음 홀로 구성된다. 차량 주행 시 중공실과 흡음 홀에서 타이어 공명음의 반대 음파를 만들고, 이 반대 음파가 타이어 공명음과 중첩하면서 소음을 감소시킨다. 중공 구조는 별도의 흡음재나 공명기를 부착하는 기술과 달리 휠 내부에 만들어져 견고하며, 알루미늄 휠의 중량을 줄일 수 있다는 장점을 가진다. 이렇게 역위상 파형을 이용한 소음 저감 방법은 노이즈 캔슬링 이어폰의 원리와 비슷하다. 하지만 노이즈 캔슬링 이어폰은 이어폰 안에 들어 있는 스피커를 통해 역위상 음파를 만드는 반면, 중공 흡음 휠은 스피커 없이 휠 내부에 만든 중공 구조와 타이어 안의 공기 흐름을 통해 특정 주파수의 반대 음파를 자체적으로 만들어 낸다.

G80의 중공 흡음 휠은 18인치 휠을 기준으로 최대 5dB를 저감해 타이어 공명 소음의 약 44%를 줄이는 효과가 있다. 또, 동일 디자인의 일반 휠보다 최대 4.9 kg(20인치 휠 1대분 기준) 더 가볍다. 이런 중량 저감 효과는 주행 성능 개선에도 도움을 준다. 서스펜션 스프링보다 아래에 위치한 구조물(휠, 타이어 등)의 무게인 언스프렁 매스(unsprung mass, 축하질량, 스프링하질량)가 줄어들면 불필요한 진동이 감소하기 때문이다. 또, 바퀴의 관성이 적어짐에 따라 타이어의 접지력이 높아지며 핸들링 성능과 승차감이 향상된다. 휠이 가벼우면 가속 성능과 연료 효율이 향상되는 효과도 얻는다. G80의 중공 흡음 휠 기술은 향후 다른 모델에도 확대 적용할 예정이다. 중공 구조 설계 최적화를 통해 해당 차종에 맞는 역위상 음파를 자유롭게 만들 수 있기 때문이다. 제네시스 G90의 19인치 휠을 시작으로 G80의 모든 휠에 적용하고 있다. 향후 전기차에서도 유용하게 쓰일 것으로 기대하고 있다. 구동 모터로 움직이는 전기차에선 타이어 소음의 비중이 절대적으로 크기 때문이다. 자율주행차에서도 마찬가지다. 자율주행이 현실화되면 자동차는 휴식을 취할 수 있는 생활 공간으로 탈바꿈할 것이다. 쾌적한 환경을 조성해야 할 필요성도 그만큼 커질 수밖에 없다.

참고자료

• 〈'타이어'도 진화한다!〉, 《넥센타이어》
• 한국타이어, 〈편안함은 물론 소음까지 줄여주는 `흡음 타이어`, 신차용 타이어 공급!〉, 《네이버 블로그》, 2014-11-18
• 전재휘 기자, 〈쉿~ 타이어가 조용해졌어요 … 흡음재 넣어 도로 노면 접촉소음 8% 줄여〉, 《중앙일보》, 2014-10-29
• 〈제네시스 G80 정숙성의 비밀, 중공 흡음 휠〉, 《현대자동차그룹》, 2020-08-06
• 김능현 기자, 〈금호타이어, EV6에 소음 확 줄인 ‘‘공명음 저감 타이어’ 공급〉, 《서울경제》, 2022-02-22

같이 보기

• 흡음
• 타이어
• 사계절 타이어
• 사일런트 타이어
• 스터드리스 타이어
• 슬릭타이어

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