미래모빌리티 (2)
회전하는 타이어 안쪽을 보다
회전하는 타이어 안쪽을 보다
현대가 도요타의 렉서스처럼 별도의 고급차 브랜드를 고민하였고 '제네시스'를 독립된 고급브랜드로 발전시킨다는 생각을 염두에 두고 '에쿠스'에서 '제네시스'로 이름을 바꾸면서 그 첫번째 차량을 양산했던 2010년대 중반이었다. 최고급 브랜드를 바라며 모두들 열심히 개발한 차량이었는데 양산되고 얼마 지나지 않아 차량에 장착한 국내산 타이어에서 가로로 Crack이 발생하는 문제가 발생하여 모두를 긴장시켰다. 다행히 함께 적용하였던 외산 타이어는 문제가 전혀없었다.
타이어는 여러가지 차량성능이 관련 되어있는 매우 중요한 자동차 부품으로서 제동시험, 조향시험, NVH 성능시험등은 타이어 업체 개발하고, 완성차 메이커에서 다시 확인점검하는 방법으로 개발을 진행하고 있었지만, 타이어 내구시험는 타이어제조사에서 ES(Engineering Specification: 시험표준)로만 규정에 맞게 진행하기로 되어 있었다. 완성차 메이커에서는 별도로 내구시험을 진행하지는 않았지만 미국 에미션 규제를 검증하기 위한 OBD2 법규시험으로 차량의 실도로 FLeet내구는 진행하면서 타이어 실도로 내구시험도 2010년대 중반부터 간접적으로 진행하고 있던 중이었다.
가정 먼저한 일은 문제원인을 밝히는 것이었다. 어떤 상황에서 문제가 발생하는지를 알아야 개선안이 나오고 개발시험법을 보완하여 재발을 방지 할 수 있기 때문이다.
그 당시 진행하였던 실도로 FLEET내구는 우리나라 도로의 속도규정에 맞춰서 주행을 하면서 내구를 진행하여 110kph이상의 속도는 내지 않았는데, 문제가 발생한 차량들을 조사해보니 고속도로에서 규정속도를 넘어 과속으로 주행을 하였다고 했다.
주행시험장내에서 일정모드를 130kph 정도의 고속을 주행하고, 나머지는 기존에 진행하였던 실도로를 주행하는 방법으로 주행하자 약 2만km 시점에서 고객들에게 발생하였던 문제가 그대로 재현이 되었다.
일단 재현이 되었고, 긴급하게 타이어가 좋아지는 방향으로 개선은 이뤄졌지만 왜 고속에서 문제가 되는지에 대해 타이어 업체와 자동차업체 간의 의견이 첨예하게 갈렸다. 타이어회사 입장은 타이어는 자동차회사에서 원하는 기준을 모두 만족하였으므로 차량의 샤시구조 문제라는 것이었고, 자동차 회사입장에서는 타이어의 내구력 부족이라는 문제라는 입장이었다. 하지만 이를 밝힐 수 있는 방법이 없었다.
차량 내구엔지니어들이 타이어 설계자들에게 원인을 밝힐 수 있는 방법이 무엇인가를 물어보았다.
주행하면서 회전하는 타이어안의 비드부(타이어중 휠부위에 접족하는 가장 단단한 부위)에 유동이 발생하면 강도부족으로 접힘현상으로 Crack이 발생하는 것으로 추정할 수 있으므로 타이어 제조회사 문제이고, 유동이 없으면 자동차 샤시구조 문제이므로 자동차 회사문제임을 명확하게 알 수 있으나, 현재는 세계 어느 타이어 회사도 회전하는 타이어 안쪽을 볼 수 있는 기술은 없다고 하였다.
안되는게 어디있나? 주행시험 엔지니어들이 아이디어를 모았다.
회전하는 타이어 안에 카메라를 설치하더라도 유선을 연결 할 수 없고, 온도도 60℃ 이상으로 올라가는 악 조건이었다.
그동안 여러가지 계측경험이 있던 내구 엔진니어가 디지털카메라를 로드 휠 위에 고정시킨다음 그옆에 후레쉬와 동시에 카메라를 켠 상태로 타이어 서브후 주행하여 동영상이 촬영하고, 주행후 다시 타이어를 제거하고 메모리카드를 회수하면 안쪽 상황을 볼 수있지 않나? 그럴듯한 아이디어를 내었다.
보유하고 있었던 가장 좋은 400만원짜리 티지털카메라를 장착하고 주행후 확인해보니 주행 5분도 안되어 고온으로 인하여 카메라가 고장이 나버렸다. 아! 사유서 작성....
디지털카메라에는 렌즈뿐아니라 디스플레이장치까지 여러가지 부품이 있어 무게도 많이 나가는 상태라, 노면의 진동에 취약하였고, 내부의 반도체 칩들도 높은온도를 견디지 못했던 것이다. 그래도 5분동안 촬영한 장면을 메모리를 재생해보니 타이어 안쪽장면은 보였으나 검은색 타이어의 비드부가 유동하는지 여부를 파악하기는 어려웠다.
이대로 포기할 수는 없다.
포기를 모르는 엔지니어들이 용산에 있는 전자상가를 뒤지기 시작하여 20~30만원대의 스파이캠을 찾아내었다. 온도에도 강하고 가벼운 소형이었는데 카메라 렌즈만 장착하면 무선 블루투스로 핸드폰에 연결하여 연속으로 동영상 촬영이 가능한 것 이었다. 일단 오케!
타이어 비드의 움직임을 파악하기 힘들었기 때문에 안쪽 비드에 하얀 유성펜으로 일정한 간격으로 수직으로 선을 그었다. 비드부가 유동이 있으면 하얀색 수직선이 움직일 것이고, 비드부가 움직이고 있다는 것을 쉽게 알 수 있기 위함이었다. 로드 휠위에 스파이캠을 고정하고 후레쉬를 고정하는 방법도 여러차례 시행착오를 거쳐 최종적으로 우리만의 독자적인 측정기구가 완성이 되었다.
문제된 타이어가 장착된 제네시스차량과 문제가 없었던 외산 타이어를 이장비 이용하여 주행하면서 타이어 내부 상황을 비교하였다.
130km 를 주행하면서 타이어 안쪽으로 보니 명확하게 문제되었던 타이어만 비드부가 유동하는 영상을 핸드폰으로 촬영하는데 성공하였다.
세계 최초로 주행하는 타이어의 안쪽을 보는 순간이었다.
국내 타이어업체와 완성차 메이커간의 보이지 않는 책임소재로 갈등을 만들었던 원인을 명확히 밝힌 것이었다. 이를 근거로 하여 문제된 타이어의 비드부를 절개 해보니 철심들의 간격들이 일정하게 일정하게 분포되지 않고 한쪽으로 편심되어 제조된 제조품질로 추후 더 명확히 밝혀졌다.
(비드코어 - 빨간색부분에 첨심들이 여러가닥 들어간다 - 네이버블로그 참조) 이후 새로운 차량개발시험에 지속적으로 이 장치를 이용하여 양산전에 문제를 유무를 확인하여 양산이후 문제는 발생하지 않았지만 개발단계에서는 심심치 않게 문제가 발생하였다.
다른 신규차량 개발시험단계에서 세계적규모의 글로벌 타이어 업체 부품을 수출용 차량에서 적용하게 되었는데, 동일 비드부가 유동하는 것을 확인하였고, 마찬가지로 실도로 주행내구에서 얼마 지나지 않아 Crack이 발생하였다. 이 문제 때문에 개선회의를 하게되었는데 이전 사례와 비슷하게 이 외국 타이어회사는 "BMW등 다른 차량에도 적용되는 타이어 인데 현대차량에서만 문제가 되는 것은 차량의 자체문제"라는 의견이었다.
우리는 물어보았다." 비드부가 유동이 되면 되는가? 안되는가?"
타이어 업체는 설계상 당연히 "움직이면 절대 안된다" 고 하였다.
세계적인 글로벌 메이커이지만 타이어 안쪽을 보는 기술이 없었기 때문에 우리가 그 장면을 쵤영했을 거라고는 꿈에도 생각못하였을 것이다. 이미 촬영된 타이어 안쪽의 유동되는 장면을 보여주자마자 다른 군소리없이 결국 외국 타이어회사는 100% 잘못을 시인하였다.
이후 블루투스 온도측정까지 더해서 국내 타이어회사에게 기술을 수평전개하여 불량품 제조를 막도록 해주었다.
우리는 세계최초로 주행하는 타이어 안쪽을 보았다!
