포바이포 : 오프로드 튜닝, SUV 사륜구동 지상고 높이기
2018년01월24일wed
기사최종편집일: 2018-01-22 15:25:00
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2014년01월15일 11시05분
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오프로드 튜닝, SUV 사륜구동 지상고 높이기
리프트업이나 바디업을 통해서 지상고 높여보자

오프로드를 즐겨찾는 차량들을 보면 의례적으로 대형 타이어들을 장착하고 있다. 그러나, 온로드나 오프로드나 차량이 민첩하고 순발력있게 움직이려면 큰 타이어보단 작은 타이어가 더 유리하다.

그럼에도 불구하고 이처럼 큰 타이어를 장착하는 이유는 바로 최저 지상고를 높이기 위해서다. 최저 지상고는 지면으로부터 차량 하부의 중앙쪽에서 가장 낮은 부분까지의 거리를 말하는데, 일반적으로 액슬 하우징이 가장 낮게 되어 있어서 지면으로부터 액슬하우징까지의 거리를 말한다.

그러므로 최저지상고를 높인다는 것은 액슬하우징을 높인다는 것인데, 이 방법이 타이어를 큰 것으로 바꾸지 않는 한 다른 방법이 없기에 가급적 큰 타이어를 장착하는 것이다.

그러나, 대형 타이어를 장착하기 위해서는 기본적으로 차량의 휠하우징이 커야 한다. 당연한 이야기! 그래서 장착하려는 타이어의 크기가 휠하우징에 들어가지 않을때 리프트업(suspension lift)이나 바디업(body lift)을 통해서 휠하우징을 넓혀(?) 타이어를 장착하는 것이다.

물론, 휠하우징에 타이어가 딱 맞게 들어가서는 안된다. 차량은 수많은 진동을 하게 되고 이에 따라 차체가 올라갔다 내려갔다 함으로 타이어와 휠하우징사이에 어느정도의 간격(clearance)이 있어야 하기에 타이어와 휠하우징이 서로 간섭을 일으키지 않을 정도의 공간이 최소한 추가로 확보되어야 한다.

또한, 대형타이어를 장착함에 따라 차량에 많은 문제가 발생하게 된다. 순정 타이어를 회전시키던 구동력으로 대형 타이어를 회전시킬려고 하니 출력이 부족함을 느끼게 되고, 또한 차량 각부의 부품들이 더 큰 부하를 받게됨에 따라 내구성이 떨어지게 되고 상황에 따라 파손되기까지 한다.

만약, 타이어 크기에 맞는 드라이브트레인(drivetrain) 부품들이 많이 나와있다면 선택할 수 있는 타이어의 크기가 다양하겠지만, 국내 여건상 선택의 폭은 매우 제한적일 수 밖에 없다.
 
differential gear ratio
종감속비(differential gear ratio) 변경

순정보다 큰 타이어를 장착하게 되면 힘이 부족함을 느끼게 된다. 이는 대형 타이어로 교체한 후에 순정타이어와 같은 속도를 내기위해서는 더 높은 RPM이 요구되기 때문이다.

이를 단순하게 생각해보자. 교환전후의 타이어 크기가 1:2라면 순정타이어일때는 엔진이 1회전해야 타이어도 1회전한다면, 2배로 커진 타이어라면 엔진이 1회전을 할 때 타이어는 1/2밖에 회전을 못하게되므로, 결국 엔진이 2회전을 해야 타이어가 1회전을 하게 된다.

그러므로 튜닝후 커진 타이어가 순정타이어와 같은 속도를 내기위해선 엔진 RPM이 더 높아야 한다는 것이므로 이는 같은 RPM에서는 속도가 떨어지는 것이고 곧 출력이 순정상태에 비해 부족하다는 것이다. 그렇다면, 출력을 순정상태로 높이기 위해선 여러가지가 방법이 있겠으나, 현실적으로 가장 무난한 것이 기어비를 높이는 것이다.

그럼, 엔진부터 구동축까지 거치는 기어비는 '트랜스미션 기어비 X 종감속기어비'이므로 기어비를 높이기 위해 트랜스미션의 1단부터 5단, 그리고 후진까지 6개의 기어를 바꾸는 것보다 종감속 기어 1셋트(링기어와 피니언기어)를 바꾸어 전체적인 기어비를 높이는 것이 훨씬 저렴하다고 볼 수 있을 것이다.

이제 남은 것은 바꾸려는 종감속비를 결정하는 것이 남아있다. 이는 다음과 같은 공식을 통해서 구할 수 있다.(먼저, "기어비와 RPM으로 속도계산하는 법"을 읽어보자!)

<타이어 교환전 속도 = 타이어 교환후 속도>

      RPM X 60 X 교환전 타이어 지름 X 3.14                RPM X 60 X 교환후 타이어 지름 X 3.14
-------------------------------------------    =    --------------------------------------------
변속비 X 순정 종감속비 X 부감속비 X 1,000,000    변속비 X 튜닝 종감속비 X 부감속비 X 1,000,000


(동일한 RPM에서 같은 속도를 얻어야 함으로,
위의 좌우항에서 RPM, 변속비, 부감속비는 모두 동일하므로 이를 삭제하면,)

                                            교환후 타이어 지름 X 순정 종감속비
튜닝 종감속비 = ------------------------------------------------
                       교환전 타이어 지름

위의 공식을 가지고, 수동 차량이 255/70R15 타이어를 32X11.5R15로 바꿨을때 적합한 종감속기어비를 구해보자.

                32 X 4.555
5.009 = -----------------------------------
                   29.1

결국, 종감속비를 5.009로 교체를 해야 순정 상태의 출력을 얻을 수 있을 것이다. 그러나, 이처럼 계산한 값대로 종감속기어를 구할 수 없을 뿐더러 개인적으로 제작하려해도 1set에 수천만원의 금액이 소요되기 때문에 최선의 선택은 가장 근접한 종감속기어를 구입하는 것이다.(참고로 타이어에 표기된 수치는 사사오입한 것이기에 실제 타이어 지름과 틀리므로 정확하게 계산하려면 장착하고자 하는 타이어의 제조사에 문의하거나 해당 사이트에 들어가시면 정확한 수치들이 나와있으니 이를 참고하여 계산해보자.)

그리고 종감속기어를 새로이 교체하실때에는 반드시 실력있는 업소에서 장착해야한다. 종감속기어 셋트를 이루는 링기어(ring gear)와 피니언기어(pinion gear)가 서로 맞물릴때에는 적절한 간극을 유지시켜줘야 기어의 조기 소손을 막을 수가 있는데(이러한 작업을 백래쉬(backlash)를 맞춘다고 하는데), 결코 쉬운 작업이 아니기 때문이다.

타이어와 알맞은 기어비율은 다음 표와 같다. [돋보기 클릭]

속도계(거리계) 오차

이는 차량의 속도계가 구동축이 637RPM일때 60Km/h로 지시되기 때문이다. 또한 거리계 역시 구동축이 637회전을 할때 1Km로 계산하기 때문에 종감속기어가 변경되면 어느 RPM에서 순정상태에서의 구동축 회전수와 감속기어 튜닝후의 구동축 회전수가 틀리기에 발생한다. 또한 타이어 크기가 변함에 따라 원주가 변함으로써 구동축이 1회전할때마다 주행한 거리가 틀린것도 오차의 원인이기도 하다.

이러한 속도 오차를 계산하는 방법은 여러가지가 있다. 

주행 시간을 통한 속도 측정

속도계의 정확도를 확인하는 가장 손쉬운 방법은 1km를 주행하는데 걸린 시간을 측정하는 것이다. 이를 위해선, 고속도로를 주행해보는 것이 좋다. 고속도로에는 일정한(1km) 간격으로 거리 표식이 있다.

즉, 속도를 일정하게 유지하고 이 거리 표식간의 주행시간을 체크한다(만약, 차량에 크루즈 컨트롤 장치가 있다면 굿!). 평균 시간을 얻기위해서는 여러차례에 걸쳐 일정한 속도로 1km간의 주행 시간을 확인하여 측정한다.

예를 들어, 60km/h의 속력으로 1km당 평균시간을 측정했다면, 계산하는 것은 간단하다. 60km/hour(시간당 주행거리가 60km)의 속력은 1km/min 속력과 같고, 이는 1km를 주행하는데 60초가 걸렸다면, 속력이 60km/h이라는 것이다.

이를 표로 나타내면 아래와 같다.

                                                              (주행 거리 : 1Km)
시간(초)      속도(km/h)     시간(초)     속도(km/h)  
 33                   109.1             55                 65.5 
 34                   105.9             56                 64.3 
 35                   102.9             57                 63.2 
 36                   100.0             58                 62.1 
 37                    97.3              59                 61.0 
 38                    94.7              60                 60.0 

이를 공식화하여, 평균속도를 계산한다면, 실제 속도(km/h) = 3600 / 주행 시간(초) 입니다. 

 
타이어 선택

오프로드를 즐기는 마니아들이 늘어남에 따라 머드타이어(mud-terrain tire;M/T)란 말을 자주 접하게 된다. 또한 머드타이어의 터프한 모습으로 인해 짚차의 모습을 더욱 강인하게 만들어주기도 하기에 멋을 위해 장착하는 회원들도 늘어나고 있다.

그러나, 머드타이어의 러그(lug)형 구조에 따른 소음은 피할 수 없기에 정숙성은 포기해야 하고, 지면에 접촉되는 면적이 동급의 온로드용 타이어에 비해 작아 포장도로에서의 안정성이 많이 떨어지게 되는 불리함을 지니고 있다.

특히, 포장도로에서 제동거리가 증가한다거나 코너링시 타이어가 바깥으로 밀리는 현상등은 운전자들의 많은 주의가 필요하기도 하다. 더욱이 머드타이어를 장착한 회원들이라면 지하철 공사로 인해 복공판을 깔은 도로위를 지나갈때면 조마조마한 심정으로 지나가본 경험들이 있을 것이다.

이렇듯 오프로드를 즐겨다닌다고 하여도 실제 주행거리가 휠씬 많은 온로드상에서 많은 불리함을 갖고 있는 것이 머드 타이어임에도 불구하고, 이제는 오프로더들이라면 당연시 여길 정도로 머드타이어를 선택한다.

머드타이어는 마치 축구화처럼 지면을 파고들며 채나가기에 비포장도로에서 주파력이 탁월하며, 습진 땅에서 더욱 그 위력(?)을 발휘한다. 그러나, 머드타이어라고 해도 실제 진흙탕속에서는 맥을 못추기 일쑤이기에 너무 머드타이어를 맹신해서는 안될 것이다.

한편, 온로드와 오프로드 겸용인 올테리언타이어(all-terrain tire;A/T)도 있으나, 겸용이라는 것은 역설적으로 표현하면 그 어느 지형에도 맞지 않는 타이어라고 생각할 수도 있다.

그러나, 오프로드를 가끔은 가지만 온로드를 더욱 비중있게 생각하면서 멋도 고려한다면 올테리언타이어도 좋은 선택이라고 본다. 허나 오프로드에서는 그 성능이 머드타이어에 휠씬 떨어지고 오히려 온로드타이어 정도의 성능밖에 내지 못한다는 것을 고려하셔야 할 듯 싶다. 단지 온로드타이어보단 튼튼하다는 것이 올테리언타이어를 선택하는 이유인 듯 싶다. 
 
서스펜션 범퍼(스톱퍼)의 조정

순정보다 큰 타이어를 장착하게 되면 휠하우스와 타이어와의 간격이 적어질 것이다. 이는 결국 차체가 상하로 크게 움직이게 된다면 휠하우스와 간섭을 일으키게 될 것이고, 만약 마이너스 오프셋 휠을 장착해서 타이어가 휠하우스밖으로 나왔다면 휀더를 칠 것이다. 이를 해결하기 위해서는 차체의 상하 운동을 억제하도록 더욱 하드한 스프링과 쇽업쇼바로 교체해주어야 하나 그것도 타이어 크기가 어느 정도일 경우(31인치)에 가능한 것이지 32인치 정도 되면 서스펜션 범퍼를 조정해주어야 타이어와 간섭을 일으키는 것을 막을 수 있을 것이다.

이 서스펜션 범퍼는 프레임이 어느 한도 이상 내려오지 못하도록 하는 것으로써 충격을 흡수하는 역할도 한다. 흔히 서스펜션 범퍼를 스톱퍼라고 이야기한다. 순정 상태의 모빌의 리어 서스펜션 범퍼(이하 스톱퍼)로써 개조를 한다면 스톱퍼를 탈거한 후, 스톱퍼와 브라켓사이에 블럭을 삽입해서 스톱퍼가 순정 상태보다 아래쪽으로 내려오도록 해야 한다.

여기에 삽입되는 블럭의 재질은 우레탄이나 철이나 상관없다. 이와같은 방법으로 뒷쪽의 스톱퍼를 개조해주면 휠하우스내지 휀더와 타이어가 간섭을 일으키는 것을 막을 수 있다. 만약, 스톱퍼와 스톱퍼브라켓 사이에 블럭을 삽입하는 것이 마땅치 않다면 반대로 스톱퍼와 접하는 액슬쪽에 블럭을 덧대는 방법도 생각 할 수 있다. 앞쪽도 뒤와 마찬가지로 스톱퍼가 있다. 리어 서스펜션 범퍼는 프레임쪽에 붙어있는 반면 프런트 서스펜션 범퍼는 로어 컨트롤 암에 장착되어 있다. 이 스톱퍼를 좀 더 높게 장착해준다면 타이어가 위로 올라가는 한도를 줄일 수 있을 것이다. 
 
핸들 스톱퍼 조정.

순정 휠에 31인치 타이어를 장착했을 경우 U턴을 한다거나 주차를 하는 경우처럼 핸들을 크게 꺾으면 타이어가 스테빌라이저바와 간섭을 일으킨다 이를 해결하기 위해선 마이너스 오프셋 휠로 교체를 해주어 타이어를 바깥으로 끌어내면 되지만 단순히 이 문제로 휠을 바꾸기엔 비용이 아깝다.

가장 무난한 것은 핸들 스톱퍼를 조정해주어 핸들의 꺾이는 정도를 줄여주는 것이다. 물론 이렇게 하면 최소회전반경이 커지는 단점이 있지만, 문제가 될 만큼 커지지는 않으니 비용을 들이지 않고 할 수 있는 가장 손쉬운 방법이라 하겠다. 핸들 스톱퍼를 조정하는 방법은 단순히 스톱퍼의 볼트와 너트를 풀고 조이는 것으로써 해결되는데 자세한 것은 "핸들 스톱퍼 교체"를 참고!
 
 
앞에서도 거론했듯이, 우리가 대형 타이어를 장착하려는 이유는 최저지상고를 높이려는데 그 목적이 있다.(멋으로 장착하는 경우는 제외!) 최저지상고가 올라가면 차체의 지상고가 동반 상승되기에 램프각, 진입각, 이탈각 등등이 커져 험로 주행을 원활히 할 수 있다. 그러나, 실제 오프로드에서는 최저지상고보다는 프레임까지의 지상고(지면부터 프레임의 가장 낮은 부분까지의 거리)가 더욱 중요하다.

예를들어, 사면을 넘는다고 할때 액슬하우징이 낮아서 못넘는 경우는 거의 없으며 차량 하부가 걸려서(속된말로 배때기가 걸려서) 넘지 못하는 것이다. 그러기에 최저지상고는 낮더라도 지상고가 높다면 험로 주파력이 커지게 된다. 그래서 단순히 최저지상고만 높인다고해서 오프로드 주행성능이 나아지지는 않는다.  지상고를 올리는 작업, 즉 많은 부작용이 있음에도 불구하고 오프로더들이 리프트업을 하는 이유이다.


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 Shan (2012-07-21 08:36:42)     686   203  
If you wrote an arictle about life we\'d all reach enlightenment.
 hera (2012-06-11 11:43:52)     973   174  
Good informtaoin~~
 Fulya (2012-04-28 20:56:11)     687   184  
This is the perfect way to break down this informtaoin.
 come (2010-07-25 22:43:09)     1793   203  
감사합니다..좋은정보
 준우 (2010-03-19 17:03:03)     1432   180  
아르고님 정보 감사합니다.제차가 엑티언 디젤인데 삼십일 타이어가 들어간다는 말을 들었거든요. 무전기는 어제 달았습니다. 누구랑 상대할 사람이 없어서 동호회에 나가봐야겠습니다.^^
 나이롱 (2010-03-18 10:05:09)     1439   197  
짜바리쉐이들도 단속합니다..돌출....조심!! 벌금 30만원..후덜덜..
 아르고 (2010-03-15 19:03:04)     2119   235  
튜닝후 달라진것은 당연히 자세짱이고, 데꾸보드넘을 때 자신있게..-.-; 세미오프모임에도 당당하게..(하지만 부족한것 많이 느낌), 그리고 30이나31 타이어끼고 마이너스휠 끼우시지마시길...돌출타이어는 무조건 단속됩니다. 타이어 안튀나오면 괜찬습니다...
 아르고 (2010-03-15 18:56:15)     1325   215  
준우님....관련기사 중에 31인치 세미튜닝 정도라면 타야값(한국30인치) 13x4=52마넌, 스완 뒷스프링 10x2= 22마넌, 앞부싱 7x2=14마넌, 란쵸쇼바 9x2=18마넌, 무전기 12마넌, 견인바,셔클 3만원 이정도 들었습니다.
 준우 (2010-03-14 08:00:59)     1137   235  
이렇게튠 할라믄 얼마나들까요? 설에도 불법튠단속있던데 걸리진않나요?

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