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런플랫 타이어(Run-flat tire) 자동차의 타이어가 펑크로 인해 타이어 안의 공기가 없어져 공기압이 감소하여도 타이어의 형상을 유지하여 일정한 속도(보통 80km)로 100km 전후 거리를 주행할 수 있는 타이어를 말한다.
<일반 타이어와 런플랫 타이어>
<일반타이어(왼쪽)와 런플랫 타이어(오른쪽)의 비교>
종류와 원리 런플랫 타이어는 SSR, SR 두 가지 타입으로 나뉜다.
<런플랫 타이어의 두 가지 타입>
- SSR(Self Support Reinforcement) 제1세대 런플랫 타이어로 기본 골격이 되는 사이드월의 고무강도를 높여 공기압이 빠져나가도 타이어가 주저 않지 않고 주행 할 수 있도록 하는 타입이다.
SSR타입의 런플랫 타이어는 사이드월 부분을 고강도, 저 발열 특수 고무로 보강해 운행중 펑크가 나도 타이어와 휠이 분리도지 않고 사이드 월의 강성만으로 차량 하중을 지지할 수 있다. 펑크가 난 타이어가 시속 80km의 속도로 100km 전후의 거리를 달릴 수 있는 것도 이런 이유 때문이다. 일반적인 고무로 만든 타이어는 펑크가 난 상태로 주행하게 되면 타이어 굴신이 커져 사이드월이 상당한 응력을 받게 된다. 이로 인해 얼마 주행하지 못하고 응력이 쌓인 부위가 발열에 의해 터지게 되는 것이다.
- SR(Support Ring) 제 2세대 런플랫 타이어로 공기가 감소해도 타이어가 이 링의 지지를 받아 주행 할 수 있도록 하는 타입이다.
<런플랫 타이어의 원리> 장단점 - 장점 안정성: 급한 펑크에도 100km 전후의 주행이 가능하다. 경량화: 스페어 타이어를 없앰으로써 무게감량이 발생한다. 공간 확보성: 런플랫 타이어 장착 차량은 스페어 타이어가 불필요하기 때문에, 스페어 타이어가 차지하던 공간을 활용이 가능하다. 자원 절약성:매년 1백만 대 이상의 자동차가 런 플랫 타이어를 채용하면 20%에 해당하는 스페어 타이어 비용은 물론 천연자원도 아낄 수 있다.
-단점 승차감: 기본 적으로 사이드월이 두껍기 때문에, 승차감이 및 운전 감각이 떨어진다. 운전성 때문에 런플랫 타이어를 전 모델에 장착하지만 M모델에는 일반 타이어를 장착하는 이유이다. 가격: 런플랫 타이어는 일반 타이어 보다 20~30% 정도 비싸다.
브릿지스톤사의 세대별 분류 제 1세대 런플랫 타이어는 1978년 굿이어(Goodyear)가 셀프 서포팅 기술을 선보여 업계 최초였지만 브리지스톤이 가장 먼저 사용화했다. 1987년 브리지스톤(Bridgestone)이 처음으로 포르쉐 959에) 타이어의 사이드월을 기존 보다 두껍게 한 사이드월 강화(Sidewall-reinforcement) 런플랫 타이어를 상용한 이 후 2000년대 들어서는 세계 유수의 자동차들이 런플랫 타이어를 기본 또는 옵션 사양으로 제공하고 있다.
제 2세대 2005년 브리지스톤이 타이어의 사이드월 강화고무를 향상시킨 런플랫 타이어
제 3세대 2009년 세계 1위 타이어 기업인 브리지스톤이 주행 중 발생하는 열을 효과적으로 제어하여 기존 런플랫 타이어 보다 승차감을 향상 시킨 3세대 런플랫 타이어를 개발했다. 3세대 런플랫 타이어의 핵심은 3가지 발열제어(Heat control)기술에 있다. 타이어는 회전하면서 노면과의 마찰을 통해 열이 발생한다. 특히 타이어 펑크와 같이 런플랫 타이어가 공기압이 낮은 채로 주행할 때에는 타이어의 사이드 월이 변형되면서 엄청난 양의 열이 발생하는데, 타이어 단면의 높이가 높을 수록 더욱 많은 열이 발생한다.
- 신 사이드월 보강 고무(New Sidewall-Reinforced Rubber) 카본소재의 분자구조를 설계하는데 필요한 나노프로테크(NanoPro-Tech)기술의 도입으로 카본분자를 분산시킨 신 사이드 보강고무는 타이어에 부하가 걸렸을 때 발생하는 카본끼리의 마찰을 감소시켜 열 발생을 억제한다. 이는 제 2세대의 사이드 보강고무에 비해 약 50% 정도 발열을 억제하는 효과를 보인다.
<신 사이드월 보강고무에 의한 발열 억제 효과>
<나노프로-테크 기술>
- 열의 힘을 이용해 변형을 억제하는 신 플라이(New Ply) 신 플라이는 최첨단 섬유를 타이어 재료에 응용하는 브리지스톤의 재료 신기술이다. 주행 시 발열에 의해 수축되었던 신플라이가 타이어 사이드월의 변형을 억제하여 온도가 상승하는 것을 막는다.
<신 플라이의 타이어 구조>
<신 플라이에 의한 타이어의 변형>
- 타이어 사이드 부를 냉각시키는 쿨링 핀(Cooling fin)기술 쿨링핀 기술은 타이어 사이드월 표면에 휠 중앙방향으로 돌기를 만들어 이 돌기에 의해 발생하는 난류를 이용해 타이어 사이드월을 냉각시키는 새로운 방식의 기술이다. 주행 시, 타이어 표면의 돌기 때문에 공기가 위로 상승하게 되고, 이 상승된 공기가 상층의 차가운 공기를 빨아들여 타이어 표면의 온도를 낮추는 원리이다.
신 기술 개발로 발열 문제가 크게 개선되면서 승용차에만 제한적으로 사용되던 런플랫 타이어를 타이어의 단면의 높이가 높은 일부 SUV, CUV, 미니밴 대형 승용차에 장착할 수 있게 되었다. 그리고 현재 3세대 런플랫 타이어의 무게는 2세대에 비해 5%가 감소 되었고, 1세대에 비해서는 15%나 감소했다.
아래 그림은 일반타이어와 1~3세대 런플랫타이어의 수직하중에 의한 타이어의 처짐량을 비교한것이다. 런플랫 타이어가 3세대로 진화 할 수록 일반타이어의 처림량과 가까워지고 이는 일반타이어에 가깝게 승차감이 향상되고 있다는 것이다.
<쿨링 핀>
<쿨링핀에 의한 냉각 방법>
<쿨링핀 적용 전후의 타이어의 온도 비교>
<일반타이어와 1~3세대 런플랫타이어의 처짐량 비교>
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