타이어는 유일하게 자동차에서 노면과 접지되는 곳이다. 그래서 타이어는 주행 안전을 논할 때 가장 중요한 파츠라 할 수 있다. 우리가 주행을 할 때 타이어에서 들리는 소음이 클 때도 있고 작을 때도 있다. 구우웅하는 저음의 노면 소음과 싸아악하는 높은 음역의 소음은 자동차의 속도에 비례해서 나타나곤 한다. 그런데 왜 이런 소음이 나는 것인지 궁금해진다.
일명 저소음 타이어라는 것도 있는데 이런 것이 효과가 있는 것일까? 고성능의 고급 타이어는 보통 타이어에 비해서 소음이 적다는 말이 있다. 그러면 타이어의 설계와 소재에 의해서 주행시의 소음도 줄일 수 있다는 말이 될 것이다. 요번에는 그런 노면소음의 차이가 어디서 오는 것인지 알아보도록 하자.
우리가 사용하는 자동차도로는 완전히 평탄한 것이 아니다. 매끈한 경주용 트랙과는 많이 다르다. 움푹 들어간 곳이 있는가 하면 불룩 튀어나온 곳도 많고, 금이 가거나 이물질이 잔뜩 덮여 있다. 노면 소음은 이런 울퉁불퉁한 지형에 의해서 생기는 경우가 많다. 노면이 거칠고 타이어의 소재가 딱딱한 것일수록 노면 소음은 더 커지게 된다. 만일 여기서 타이어의 소재나 경도를 적절하게 바꾼다면 같은 상황에서도 소음을 크게 줄일 수 있을 것이다. 노면의 상태를 바꾸기는 힘드니 타이어를 바꾸는 수 밖에는 없다는 말이다. 노면소음을 줄이기 위해서는 타이어를 부드러운 것으로 바꾸는 것이 효과적이다. 부드러운 재질의 타이어는 도로와 접하는 면이 충격과 진동을 흡수하는 성질이 더 강해진다. 하지만 고무의 질이 부드러울 수록 타이어의 마모는 심해진다는 단점도 있다. 그런 단점을 해소한 것이 노면 소음도 줄이면서 마모도 줄인 타이어로, 고급타이어에 속하는 것들이라 할 수 있다. 고급 타이어를 만져보면 부드러운 소재라는 것을 알 수 있는데 의외로 마모는 심하지 않다. 고급 타이어에는 실리카라는 물질이 다량으로 섞여있어서 마모에 강하면서 부드러운 성질도 가질 수 있게 해 준다. 실리카의 배합량을 늘리면 구름저항을 줄여주어 연비 향상에도 도움이 된다. 물론 성능이 향상되는 만큼 타이어의 가격은 올라간다. 또한 타이어의 홈을 효율적으로 만듦으로써 쿠션성과 노이즈 저감 효과를 향상시킬 수 있다. 고급 타이어에는 많은 기술들이 들어간다. 고급 타이어가 비싼 것은 단지 소재가 비싸기 때문만은 아닌 것이다.
노면소음의 또 다른 이유는 타이어에 새겨진 홈의 종류와 타이어의 공기압, 타이어의 노화를 들 수 있다. 타이어에는 많은 홈들이 형성되어 있는데 바퀴가 구르면서 이 홈에 공기가 들어가게 되고 공기가 압축되면서 소음이 만들어지는 것이다. 풍선에서 바람이 빠질 때에 소리가 나듯 홈에 들어간 압축된 공기가 밖으로 빠져나올 때에는 소음이 발생한다. 타이어에 따라 노면 소음이 다른 것은 이 홈의 형태가 모두 다르기 때문이다. 이 소음은 노면이 고르지 못할 때 나오는 잡음과는 다르게 일정한 패턴으로 악기와 같이 울려 퍼진다. 이 타이어의 패턴에 의한 소음은 홈의 깊이와 형태에 따라 달라지고, 자동차의 무게와 공기압의 정도에 따라 타이어의 찌그러짐의 차이로도 변할 수 있다. 일반적으로 타이어의 홈의 깊이가 깊을수록 소리는 커지고 얕을수록 소리가 작아진다. 고급 타이어에는 배수성을 유지시키면서 타이어의 패턴 노이즈를 줄이기 위해 소음기라는 홈을 파 두는 일이 있다. 패턴 노이즈가 발생하는 것은 세로로 난 홈에서 공기가 빠져나갈 때 발생하는 것이므로 그 공기의 흐름을 적절히 횡으로 분산시킴으로써 저감시킬 수 있는 것이다. 이 설계는 철저히 공기역학적인 시뮬레이션을 통해서 이루어 진다.
고급 세단을 이용하는 사람일수록 그리고 나이가 지긋한 사람일수록 노면 소음에 민감한 경향이 있다. 일반 자동차의 경우 엔진소리나 바람 스치는 소리에 섞여서 노면소음도 그러려니 하는 경우가 많다. 가격이 싸고 경차일수록 그런 것들에 무감각해 진다. 의례 시끄러운 것이려니 포기하는 것이다. 하지만 고급차를 타게 되면 엔진소음뿐 아니라 바람소리도 철저하게 차단이 되어 있어서 놀랄 정도로 조용하다. 단, 타이어 돌아가는 소리가 유독 들려오게 되는 경우가 많다. 그래서 오히려 보통 자동차를 탈 때에는 신경질적이 되지 않던 소리들이 고급차를 타면서 신경 쓰이게 되는 이상한 경험을 하게 되곤 한다. 노면소음은 타이어의 소재나 홈의 패턴, 도로의 상태에 따라서 복합적인 원인에 의해서 발생한다. 자동차가 떠다니지 않는 한 모든 소음을 막는 것은 불가능 할 것이다. 만약 주행 중에 평소와는 다른 이상한 노면 소음이 들린다면 타이어를 되도록 빨리 점검 받는 것이 좋을 것이다. 어쩌면 타이어의 소음은 안전과도 관련이 되어있는 것이 아닌가 생각해 본다.