휠 튜닝 전 알아야 할 것들

출처 - 다나와 차는 굴림 바퀴와 노면 사이에 마찰력을 이용해 움직인다. 구동력이 마찰력을 넘어설 때 차는 비로서 움직인다. 반대로 마찰력이 구동력을 이기는 순간 차는 멈춘다. 마찰력이 전혀 없는 빙판에서는 차가 헛바퀴만 돌뿐 움직일 수 없는 것과 마찬가지다. 이처럼 차의 운동 성능을 판가름하는 중요 부분 가운데 하나가 구동력을 노면에 전달하는 매개체, 휠과 타이어다. 이런 휠과 타이어에는 늘 보상관계가 존재한다. 이른바 트레이드오프(Trade off)다. 무엇 하나를 얻으면 반드시 다른 하나는 포기해야한다는 경제논리가 차에도 적용되는 셈이다. 성능 위주의 휠과 타이어에 포근한 승차감을 기대하기 어렵고, 연비를 염두에 둔 휠과 타이어에 뛰어난 성능을 기대할 수 없는 것과 마찬가지다. 이처럼 휠과 타이어는 차의 특성을 최종적으로 결정짓는 중요한 역할을 맡는다.

성능 업그레이드할 수 있는 첫 단계

이렇듯 휠과 타이어는 달리고 멈추며 도는 자동차의 기본 운동의 마지막 단계를 책임진다. 양산차에 달려 나오는 순정 타이어는 일반적인 도로주행을 고려해 설계되어 있다. 흔히 ‘범용 타이어’라 불리는 것으로 차의 기본적인 성능을 바탕으로 지형과 기후에 따라 트레드 타입, 휠 사이즈 등이 결정된다. 이렇듯 구동력과 노면 사이의 중요한 매개체로 작용하는 휠과 타이어는 작은 변화로 큰 차이를 얻어낼 수 있다. 그 덕에 휠은 튜닝의 출발점으로 여겨진다. 흔히 ‘인치-업’(Inch up)이라 불리는 휠 튜닝이 좋은 예다. 범용, 즉 누구나 만족할만한 휠의 성격을 드라이버가 원하는 방향으로 조금 옮겨가는 갈 수 있는 방법이다.

최저 지상고에 영향이 없고, 차체 바깥으로 돌출되지 않는다면 자동차 관리법이 정한 울타리도 벗어나지 않아 법적인 제약도 없다. 때문에 많은 오너들이 휠 또는 타이어를 취향에 맞게 업그레이드 하곤 한다.  무조건 휠과 타이어만 바꾼다고 차 성능이 달라지진 않는다. 대부분 튜닝이 그렇듯 우선 목표를 정하고 최대한 그에 근접한 상태를 만들어내는 것이 중요하다. 행여 일어날지 모르는 부작용을 염두에 두고 대안도 마련하는 것이 좋다. 물론 그보다 더 중요한 것은 부작용이 일어나지 않을 정도에 머물러야 한다는 것이다. 무리 없는 인?업은 승차감과 내구성에 영향을 주지 않고 비교적 쉽게 차 성능을 업그레이드할 수 있는 방법이다. 그럼 지금부터 휠 튜닝에 대해 알아보자. 타이어 사이즈 읽는 법, 평면율의 의미를 나열하는 등의 보편타당한 기사가 아니다. 휠 사이즈를 늘이고 줄이는 식의 정보 역시 아니다. 인터넷을 뒤져도 나오지 않는, 실전을 통해 깨지고 부수어가며 얻은 알짜 정보를 늘어놓을 예정이다. 지금부터 두 눈 반짝이며 기대해도 좋다.

휠은 가벼운 것이 최대의 미덕이다

먼저 인치 업에 앞서 휠의 기본 구조에 대해 알아보자. 휠은 타이어가 맞닿은 부분을 일컫는 림, 이 림과 차축 사이를 연결하는 스포크 등으로 구성된다. 타이어처럼 휠에도 사이즈 표기법이 있다. 예를 들어 <17×7.5JJ +20 5H> 라고 가정하자. 가장 앞에 있는 17은 휠의 지름을 나타낸다. 단위는 인치다. 그 뒤에 따라오는 7.5JJ는 타이어와 맞닿는 림의 너비를 말한다. 역시 단위는 인치. 뒤에 붙는 JJ는 휠의 안쪽과 바깥쪽 모두에 밸런스를 교정하는 무게 추를 고정할 수 있다는 의미다. 그냥 J라면 바깥쪽에만 붙여야 한다. 그 뒤에 붙은 +20은 오프셋을 의미한다. 단위는 역시 mm다. 오프셋은 림의 중앙에서 휠과 차축이 만나는 볼트 포인트까지 가상의 선을 연장했을 때 그 차이를 나타낸다. 그 선이 차축의 끝부분과 일치하면 오프셋은 0이다. 오프셋 +20은 림이 차체 안쪽으로 20mm 더 들어갔다고 생각하면 된다. 이 수치에 따라 플러스 오프셋, 마이너스 오프셋으로 나뉜다. 플러스 오프셋은 평범한 우산 모양이고, 마이너스 오프셋은 우산이 바람에 뒤집혔다고 생각하면 이해가 쉽다. 마이너스 오프셋 휠을 끼우면 차체 바깥으로 휠이 도드라져 나온다. 겉보기에 우람해 시각적인 효과가 크지만 핸들링은 무뎌진다. 자칫 타이어와 휠 하우스 사이에 간섭도 생길 수 있다. 스티어링 휠로 타고 올라오는 노면 충격도 커진다. 거꾸로 플러스 오프셋 휠을 달면 노면 진동을 스티어링 휠에 적게 전달하고 핸들링도 한결 날카로워진다. 반면 마이너스 오프셋보다 코너링에선 불리하다. 이처럼 다양한 장단점이 있으므로 휠을 바꿀 때는 적절한 오프셋을 찾아야 한다. 오프셋 뒤에 따라오는 숫자 5H는 5홀을 의미하는 고정 볼트 숫자다. 또 원재료에 따라 알루미늄과 스틸 휠로 나뉜다. 알루미늄은 스틸보다 2~3배 단단해 최근 많이 사용되고 있다. 알루미늄과 스틸은 같은 강성일 경우 스틸이 2kg이상 무겁다. 게다가 휠이 회전하면서 생기는 원심력은 이 2kg을 15~20kg 수준으로 올려놓는다. 바퀴가 4개이므로 휠이 알루미늄이냐 스틸이냐에 따라 무게 차이는 100kg 이상으로 벌어질 수 있다. 뿐만 아니다. 모레 주머니를 어깨에 들쳐 메고 뛰느냐 다리에 묶고 뛰느냐는 하늘과 땅 차이다. 그만큼 굴림 바퀴 위쪽에 무게가 실리는 것이 덜 부담스럽다. 휠이 가벼울수록 회전축의 관성도 낮아지므로 핸들링도 유리해진다. 이밖에 알루미늄은 스틸에 비해 탄성이 뛰어나다. 이것은 스틸 휠에 비해 충격흡수가 좋아 서스펜션의 부담을 덜어줄 수 있다는 의미다. 이렇게 되면 주행안정성에도 좋은 영향을 미친다. 또 알루미늄은 열전도율마저 높다. 방열성이 뛰어나다는 의미다. 휠 안쪽은 늘 브레이킹 등으로 인한 마찰열이 모여 있다. 알루미늄 휠은 이 열을 보다 빨리 식힐 수 있다. 당연히 제동력에도 긍정적인 영향을 미친다.

스틸보다 알루미늄, 주조보단 단조 휠이 좋아

이렇게 여러 장점을 지닌 알루미늄 휠이지만 100% 알루미늄으로 이뤄지지는 않는다. 더 나은 기계적, 화학적 성질을 위해 5% 정도의 마그네슘과 규소, 티타늄 등의 금속이 섞인다. 이른바 알루미늄 합금이다. 휠은 제작 방법에 따라 주조와 단조로 나뉘기도 한다. 주조는 액체 상태의 원료를 휠 모양의 틀에 부어 마치 붕어빵 찍어내듯 찍는다. 재료가 응고되면 틀에서 꺼낸 뒤 표면 가공을 거쳐 다듬어 낸다. 공정이 비교적 간단해 값도 싼 편. 대부분의 순정 알루미늄 휠이 이런 방식이다. 다만 디자인 제약이 많고 경량화가 쉽지 않다. 단조 휠은 프레스 금형을 이용한다. 1만 톤 안팎의 커다란 힘으로 알루미늄을 꽉! 눌러 찍는다. 이때 휠은 볼트 구멍이나 스포크의 세부 디자인이 없는 미완성 상태로 찍혀 나온다. 이것을 다시 기계로 다듬고 볼트 구멍을 만드는 등 정밀가공을 더해야 한다. 이렇게 만들어지는 만큼 조직이 치밀해 강도가 뛰어나고 가볍다. 전차와 항공기 등이 이런 방식의

휠을 쓴다. 반면 제작 과정이 복잡해 주조에 비해 값이 3~5배 비싸다. 이런 휠은 구성에 따라 다시 1피스, 2피스, 3피스 등으로 나뉜다. 1피스는 말 그대로 하나의 덩어리로 이뤄져 있다. 2피스는 원통 휠 주변에 림을 덧붙이는 방식이다. 3피스 휠은 인너림과 아웃터림, 원통 휠을 모두 따로 만들어 정밀하게 조립하는 방식이다. 3피스 휠은 각 부분의 재질과 제작방식 등을 최적화 할 수 있으므로 가장 이상적이지만 정밀가공이 더해져야 하므로 값이 상당히 비싸다.

튜닝 전 오프셋과 PCD 등 따져야할 것 많아

그럼 본격적인 인치 업 튜닝에 대해 알아보자. 흔히 휠 인치 업을 두고 “지름이 더 큰 타이어로 바꾸는 것 아니냐”며 오해하는 경우가 많다. 잘못된 상식이다. 인치업의 기본 의미는 타이어 지름을 그대로 유지한 채 휠 사이즈를 키우는 것을 의미한다. 늘어난 휠 지름만큼 타이어의 사이드 월 높이를 줄여 순정 상태의 지름을 유지하는 것이 기본 의미다. 이런 인치 업은 여러 가지 장점을 동반한다. 우선 안정된 주행성능이다. 휠 사이즈가 커지고 타이어 사이드 월이 줄어들면 정해진 캠버 각도를 일정하게 유지하는데 도움이 된다. 나아가 진행방향을 향해 서있는 타이어의 좌우 변형이 적어 직진성이 좋아진다. 더불어 사이드 월이 높이가 낮아진 만큼 측면 저항을 적게 받는다. 코너링 때 사이드 월의 변형이 적어지므로 안정적인 자세도 유지할 수 있다. 한 마디로 코너링에 한결 유리하다는 의미다. 사이드 월이 낮아지면 그와 비례해 타이어의 트레드 폭도 넓어지기 마련. 당연히 접지력이 커져 주행성능이 향상되지만 마찰손실이 커 연비에 불리한 것도 사실이다. 그러나 그를 충분히 감수할 만큼 차 성능은 몰라보게 달라진다. 많은 오너가 인치 업 튜닝에 나서는 이유도 여기에서 찾을 수 있다. 이렇듯 장점이 더 많은 인치 업 튜닝에는 반드시 고려되어야할 점이 있다. 앞서 언급한대로 순정 상태의 휠과 타이어는 펜더 하우스의 안쪽 공간과 조향바퀴의 회전각, 내경 등을 감안해 결정되기 때문에 이 범주를 지켜야 간섭이 생기지 않는다. 이를 벗어나더라도 한계는 5% 이내여야 한다.   보기 좋게 휠 하우스 안쪽으로 인치 업 타이어가 들어간다 해도 문제가 발생할 수 있다. 스티어링 휠을 꺾었을 때 휠 하우스 안쪽과 간섭이 생기기 때문이다. 이 범주를 벗어나면 그밖에 수반되어야 하는 별도의 튜닝도 필요하다. 타이어 지름을 무턱대고 키우면 조향 때는 물론 주행 중에도 간섭이 생긴다. 서스펜션의 위아래 운동범위인 스트로크가 일정한 상태에서 지름이 과도하게 큰 타이어는 차체가 움질일 때마다 타이어가 휠 하우스 위쪽을 때릴 수 있다. 이를 막기 위해 서스펜션의 스프링 안쪽에 스토퍼(왕복 운동 범위를 제한하도록 만든 고무 부품)를 달기도 한다. 또 있다. 과도하게 지름을 늘리면 트랜스미션은 물론 최종감속기어에도 무리가 생길 수 있다. 경우에 따라 트랜스미션의 변속시점도 바뀐다. 물론 지름이 늘어났으니 계기판의 속도계에도 오차가 생긴다. 지름이 10% 늘어나면 계기판에도 그만큼의 오차가 생긴다. 시속 100km로 달리고 있어도 실제 속도는 시속 110km에 가깝다는 의미다. 속도계는 트랜스미션의 출력축에서 회전수를 계산해 현재 속도를 산출한다. 그러나 타이어 지름이 커지면 실제 회전수보다 더 많은 거리를 달리게 되므로 실제 속도는 더 빠르다. 계기판만 믿었다간 무인 단속카메라에 보란 듯이 찍힐 수도 있다는 의미다. 휠 사이즈를 1인치 큰 것으로 바꾸고, 평면율을 한 단계 낮추는 정도는 별다른 문제가 없다. 같은 모델 가운데 윗급에 달린 순정 휠, 타이어를 선택하는 것도 좋은 방법이다. 휠 사이즈에서 큰 차이가 없고, 이미 양산형으로 출고되면서 검증되었다는 장점이 있다.

순정 중고품부터 전용 튜닝 휠까지 다양해

물론 이런 순정 휠로의 호환이 100% 가능한 것은 아니다. 제 아무리 플랫폼이 같아도 서로 휠이 호환되지 않는 경우도 많다. 모델에 따라 허브 등 별도의 장치가 필요하기도 하다. 볼트 수가 다른 경우도 있다. 지금은 단종 되었지만 한때 대우 레간자의 경우 기본모델은 볼트가 4개 달린 4홀 방식이었지만 가장 윗급인 울트라는 5홀 방식이었다. 이렇듯 4홀, 5홀, 6홀 등 볼트 수가 같아야 윗급 모델의 휠을 사용할 수 있다. 물론 PCD(Pitch Circle Diameter)도 맞아야 한다. PCD는 휠을 고정하는 볼트와 볼트 사이의 거리를 나타내는 mm단위의 숫자다. 그럼 볼트 개수와 PCD가 맞으면 아무런 문제없이 장착할 수 있을까. 여전히 아니다. 경우에 따라 휠의 중앙 부분에 뚫린 허브 크기가 달라 장착할 수 없는 때도 있다. 휠의 림 폭도 따져봐야 한다. 일반 승용차는 5~8J가 대부분이고, SUV는 7~9J를 많이 쓴다. 림 폭이 너무 좁아도 휠 튜닝의 의미가 퇴색된다. 애써 휠 사이즈를 키우고 사이드 월이 낮은 타이어로 바꿨어도 림이 좁은 휠에 타이어를 장착하면 사이드 월이 바깥쪽으로 튀어나와 자칫 위험할 수도 있다. 타이어 트레드 너비와 사이드 월 높이에 따라 적당한 림 폭의 휠을 골라야 한다.   이처럼 간단하게 바꿔달 수 있는 휠과 타이어도 튜닝 전 꼼꼼하게 따져야할 부분이 많다는 사실을 염두에 두자. 이런 기본 조건이 만족되어진 상태에서 원하는 디자인, 차체 보디라인과 어울리는 스타일을 고르면 된다. 최근 휠을 업그레이드할 때 값싼 중고 순정품을 찾는 소비자가 늘고 있다. 중고 휠은 구입 전 반드시 강한 충격을 받아 생긴 미세한 균열이나 이를 수리한 흔적이 있는지 스포크나 림에 변형은 없는지 꼼꼼하게 따져본 후 골라야 한다. 순정 휠이라고 무조건 값이 싼 것도 아니다. 중고로 나온 제품은 보편적인 시세가 정해져 있으나 신품이라고 하면 순정 휠의 가격도 만만치 않다. 오히려 애프터 마켓용으로 나온 튜닝 휠이 디자인적인 선택 폭이 넓고 가격대도 다양하다. 여러 번 언급해도 지나치지 않는게 인치 업 튜닝 때 전체 지름을 유지하는 일이다. 인치 업 사이즈는 같은 모델의 윗급에 달리는 사이즈를 선택하는 것이 가장 좋은 방법이다. 그 범주 안에서 원하는 디자인의 휠을 고르면 차에 큰 무리를 주지 않고 성능을 끌어올릴 수 있다. 또 새 제품이든 중고품이든 정밀계측 장비를 갖춘 휠 전문점을 찾는 것도 중요하다. 휠은 장식용이기 이전에 차의 안전을 좌우하는 중요 부품이기 때문이다.