휠

휠(wheel)이란 바퀴 중에서 고무 재질인 타이어의 안쪽을 받쳐주는 금속제 부품을 뜻한다.

개요

휠은 타이어와 함께 차량의 하중을 지지하고 차체의 구동력과 제동력을 노면에 전달하는 역할을 하는 자동차와 땅을 연결하는 중요한 부분이다. 휠은 차의 무게를 감당하고 타이어를 지지하는 중요한 역할과 함께 외관을 결정하는 중요한 디자인적 이미지도 가지고 있다.

역사

목재휠

와이어 스포크 휠

디스크 휠

알루미늄 휠

마그네슘 휠

목재 휠. 1400년대~1900년대 초기. 초기 목재 휠은 나무를 그대로 사용했으나 고무가 실용화되면서 목재 휠 테두리에 통고무를 덧대는 등의 대책이 강구되었다. 그리하여 나중에는 바퀴에서 휠과 타이어를 분리시키는 결과를 낳게 된다.

와이어 스포크(wire spoke) 휠. 1880년대~ 1886년 칼 벤츠의 모터바겐(Motorwagen)에는 자전거 휠과 같이 가는 여러개의 스포크가 붙은 휠이 장착되었다. 목재 휠에 비해 매우 가벼웠으나, 자동차의 속도가 점점 빨라지면 휘거나 파손되어 스포크의 갯수가 많아지고 교차되는 등의 변화를 거치게 된다.

디스크 휠. 1935년~ 철판을 프레스로 성형해 용접한 것으로 제작이 쉽고 저렴해 대량생산에 적합한 휠이다. 1917년 증기자동차 메이커인 로코모빌이 처음 채용하기 시작하였고 1935년경부터 일반적으로 사용되었다.

알루미늄 휠. 1950년대~ 알루미늄 휠은 가볍고 충격흡수 능력이 강하며 열전도율이 높아 브레이크에서 발생되는 열을 빨리 식혀준다. 최초의 알루미늄 휠은 1924년 아름다운 자동차를 만들기로 유명한 부가티에서 최초로 경주용 자동차35 타입 레이서에 알루미늄 휠을 장착했다. 이후 합금기술의 발달에 따라 널리 사용되었고 오늘날 대부분의 승용차에 알루미늄 휠이 장착되고 있다.

마그네슘 휠. 1960년대~ 철과 알루미늄에 비해 월등히 가벼운 마그네슘 휠은 1958년 로터스의 설립자인 콜린 채프만이 착안해 로터스 타입 15, 16에 채용한 것이 시작한 것이 시초이다. 1960년대에 들어 일반 양산차에도 마그네슘 휠의 장착이 활발해졌지만, 제조공정이 까다롭고 비싸기 때문에 일반화되기는 어려운 점이 남아있다.

구조

휠 구조

림 : 타이어와 밀착되어 공기압을 유지해주느 부분이며 림 폭은 타이어의 편평비와 밀접한 관계가 있다. 여기서 편평비란 타이어 단면의 폭에 대한 높이의 비율이다. 높으면 코너링 시 안전성이 내려가지만 연비효율이 높아지고 낮으면 안전성이 올라가지만 연비효율이 내려간다. 디스크 : 휘의 디자인이 적용된 부분으로 허브(Hub) 축, 볼트 구멍, 스포크(spoke) 등이 포함되어 있다. 허브 : 휠의 중앙부분에 있는 구멍으로 차축과 체결되는 부분 허브의 지름과 차축의 지름은 일치해야 한다. 스포크 : 림과 허브를 연결하는 가늘고 둥근 봉(바퀴살)을 말한다.

분류

디자인

휠의 종류1. 스포크(spoke) 타입

마차의 수레바퀴를 본떠 만든 휠로 대다수 기본 순정 알루미늄 휠에 적용된 형태이다. 굵직한 5~7개의 스포크로 이루어져 있는데 무게가 가벼워 내구성이 좋고, 주로 중소형 차량에 장착되고 있다. 가격도 가장 저렴하여 많은 운전자가 손쉽게 선택하여 사용하는 기본형이다.

휠의 종류2. 디쉬(dish) 타입

말 그대로 접시처럼 생긴 디자인 형태다. 디쉬 타입 휠은 외부 공기가 통하는 부분이 스포크 타입에 비해 좁아 브레이크 냉각 기능이 떨어지지만, 공기저항은 덜 받는 장점이 있다.

휠의 종류3. 메쉬(mesh) 타입

스포크 타입보다 가는 바퀴살이 거미줄이나 그물 모양으로 복잡하게 뻗은 형태이다. 바퀴살의 구조적 특징으로 차량이 받는 충격과 하중을 분산시켜 내구성이 좋지만, 복잡한 휠의 형태를 관리하기 어렵다는 단점이 있다.

휠의 종류4. 핀(pin) 타입

일반적인 스포크 타입과 가장 유사한 형태지만, 10개 이상의 스포크로 제작되어 고급 세단 차량에 주로 장착됩된다. 고급 소재로 정교하게 제작되는 만큼 가격대가 높다.

휠의 종류5. 에어로(Aero) 타입

앞선 휠들이 직선 형태의 디자인으로 제작되었다면, 에어로 휠은 공기저항을 최소화하기 위해 곡면을 강조한 형태다. 공기저항을 덜 받고, 연비 감소 효과를 확인할 수 있어 최근 친환경 자동차에 많이 적용되고 있다.

관련 용어

직경은 휠의 테두리의 지름을 인치로 표시한 것을 말한다. 휠 인치는 올릴 수도 있고 내릴수도 있는데 차종에 따라 한계치가 있으므로 구매전에 가장 먼저 확인해야한다. 1인치는 2.54cm로 20인치는 직경 50.8cm 정도의 휠이라 생각하면 된다. 림폭은 휠을 바로 옆에서 보았을때 폭을 말한다. 림폭의 단위는 인치를 사용하는데 대부분 림폭을 'j'라고 표기하다. 일반저긍로 0.5인치 단위로 나뉘며 이 수치가 클수록 휠의 폭이 넓어지기 때문에 두꺼운 타이어도 장착할 수 있다. 일반적으로는 자동차마다 적절한 크기가 있기 때문에 너무 굵지도 가늘지도 않은 것이 좋다. 너무 두꺼운 경우 휠이 차체에 간섭하는 상황이 발생할 수 있고 안정적인 주행에 방해가 될 수도 있기 때문이다. 인세트는 림폭의 중심 부분에서 허브까지의 거리를 나타내며 단위는 mm로 표기한다. 휠 장착시 반드시 알아둬야 할 규격 중 하나이기 때문에 잘 알아보고 구입하는 것이 좋다. 볼트 구멍 수는 휠을 차체에 장착할 떄 허브에 고정하기 위한 볼트 구멍 수를 나타내며 경차와 소형차는 4H(4홀), 승용차는 5H, 대형 SUV는 6H(6홀)를 사용하는데 아주 드물게 3H(3홀)을 쓰는 차도 있다.

재질에 따른 분류

나무로 만들어진 휠로부터 시작해 이후 쇠로 된 휠을 사용하면서 자동차 휠의 발전이 시작되었고 2000년대 초반까지 쇠로 된 휠을 사용하다가 이후 튼튼함과 가벼움을 동시에 갖춘 알루미늄 휠이 등장했다. 10여 년 전까지만 해도 스틸 재질의 순정 휠이 대다수였으나, 최근에는 스틸 휠에 비해 가벼우면서도 강성, 열 발산 능력이 뛰어난 경합금의 알루미늄 휠로 일반화되고 있다.

제조방식에 따른 분류

휠은 제조방식에 따라 주조 방식과 단조 방식으로 나누어진다. 주조방식의 경우 액체 상태의 알루미늄 합금을 형틀에 넣어 만드는 방식이다. 단조 방식은 다양한 디자인과 높은 강도를 유지할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 경제성이 떨어져 주조보다 가격이 3배가량 비싸다.

볼트 구멍 수와 함께 표기되는 것이 바로 'PSD'이다. 단위는 mm를 쓰며 PCD는 볼트 구멍의 중심에서 원형 직경을 의미한다. 이 수치가 맞지 않으면 휠 장착이 불가능하다. PCD 변환 스페이서라는 부품을 통해 수치가 맞지 않아도 휠을 장착할 수는 있지만 정말 마음에 드는 휠이라서 꼭 장착해야 하는 경우가 아니면 안정성을 고려할 때 추천하지는 않는다.