[김동연의 로코모션] 자동차의 방향을 결정하는 스티어링 휠의 모든 것 : 월간조선

자동차의 운전석에 앉았을 때, 가장 먼저 눈에 들어오는 것은 단연 스티어링 휠(Steering Wheel)일 것이다. 차량을 좌나 우로 움직여 주는 조향(操向)의 역할을 담당하는 부분이 바로 스티어링 휠이다. 대개 핸들(handle)이라고 부르고 있지만 정식 명칭은 스티어링 휠이다. 핸들은 손으로 잡는 모든 부품을 이르는 말이라고 할 수 있다. 해석하자면 손잡이 정도 되겠다. 일본식 자동차 명칭의 오류로 보인다. 그런데 태초의 자동차들은 지금과는 다른 형태로 조향장치를 장착한 경우가 많았다. 정말 문 손잡이처럼 생긴 부품을 돌리면서 차의 방향을 튼 경우도 있었다. 따라서 태초의 자동차는 스티어링 휠보단 핸들이라는 표현이 어쩌면 더 맞을지 모른다. 나중에 돌리기가 용이한 동그란 휠을 채택한 뒤로는 태초의 손잡이 형태는 찾아볼 수 없게 되었다.

여러종류의 스티어링 휠이 나열되어 있다.

최근 출시되는 자동차에는 이 스티어링 휠의 역할이 점차 중요해지고 있다. 단순히 방향을 바꾸는 기능을 넘어, 라디오 채널 선택, 음성 명령, 크루즈 컨트롤, 반자율주행 모드 등 다양한 기능이 들어가 있다. 스티어링 휠 위 무수히 많은 버튼들이 운전자를 기다리고 있다. 간혹 방향을 틀다가 이 버튼들이 눌러지는 경우도 있을 만큼 많은 버튼이 달렸다. 이런 전자적인 기능 외에도 물리적인 변화도 감지된다. 휠의 지름이다. 과거 출시된 차들은 휠이 더 컸다. 요즘 모든 차들은 파워스티어링(power steering)이라 큰 힘을 들이지 않고도 쉽게 돌릴 수 있지만, 과거에는 온전히 운전자의 팔 힘으로 휠을 돌려야 했다. 힘으로 돌리다 보니 더 큰 지름이 힘을 효과적으로 보내기 수월했다. 따라서 더 큰 지름의 휠이 장착되었고, 차의 크기가 커질수록 휠의 크기도 함께 커졌다. 버스나 트럭의 운전석 스티어링 휠이 웬만한 세숫대야만큼 큰 이유다.

줄어드는 스티어링 휠의 지름과 D컷

일반 벤츠모델의 스티어링 휠.

최근 출시되는 차들의 스팅어링 휠의 지름은 차종에 따라 다르지만 보통 345~380mm이며, 대부분은 360mm 정도에서 왔다 갔다 한다. 일반적으로 고성능 차일수록 휠의 직경이 줄어든다. 이는 고속주행 시 약간의 움직임만으로도 조작을 극대화하고, 전방시야 확보, 최적의 시트포지션 등을 만드는 데 유리하기 때문이다. 경주용 차의 스티어링 휠 크기가 작은 것도 이런 이유다. 자동차 경주의 최고봉인 F1의 스티어링 휠은 성인의 두 손바닥을 합친 정도 크기에 불과하다. 또 그 모양도 동그란 원이라기보다는 직사각형에 가깝다. 직사각형의 모양으로 만들면 운전자가 휠을 잡는 위치는 고정적으로 설정된다. 시계를 기준으로 9시와 3시 방향에만 손을 올리게 된다. 그 외의 지점은 아예 잡을 곳이 없다. 즉 고속주행 시 가장 이상적인 위치를 잡도록 설계한 것이다. 이런 스티어링 휠은 고속주행에는 좋지만, 아파트 지하 주차장의 주차에는 쥐약이다. 휠의 다른 부분을 잡을 수 없으니 앞바퀴를 끝까지 돌리기 위한 동작 등을 취하기 어렵다. 물론 F1 경주차를 아파트 주차장에 주차할 일이 없기 때문에 직사각형의 휠을 장착해도 무방하다. 실제 이런 경주차는 주차나 이동시 여러 사람들이 차량 하부에 작은 바퀴 등을 끼워 이동시킨다.

최근 양산차의 휠 지름을 줄이는 것도 앞서 설명한 이유 때문이다. 고속주행시 조작감 등을 높이기 위한 것이다. 고성능 차량은 스티어링 휠의 크기만 줄일 뿐 아니라 실제 전륜부 서스펜션(suspension)의 세팅 등을 달리해 차량의 회전반경도 달리한다. 또 타이어의 접지면이 고속에서 넓게 유지되도록 한다.

벤츠의 고성능 AMG 모델의 스티어링 휠은 밑면이 잘린 D컷이다.

최근 차들은 이렇게 휠의 지름을 줄이는 것과 함께 D컷(D cut)이라는 용어를 붙인다. 가령 ‘D컷 스포츠 스티어링 휠’ 이라는 이름으로 불린다. 어떤 차량은 옵션 사항에 이런 식으로 표기되어 있다. 여기서 말하는 ‘D컷’이라는 말은 미용실에서 볼 법한 내용이 아니다. 스티어링 휠의 밑면을 직선으로 잘라냈다는 말이다. 마치 알파벳의 D처럼 원형 모양의 휠의 한 부분이 직선으로 잘려 ‘D’의 모양이 됐다는 말이다. 즉 완전한 원이 아니라 휠의 하단부분만 잘려 있다.

그럼 왜 이런 모양으로 만들까? 그 이유는 휠의 조작 중 휠 밑면이 운전자의 다리를 덜 건드리게 된다. 운전자의 다리와 스티어링 휠이 맞닿는 일이 줄어든다는 말이다. 사람들이 다리와 휠 사이 공간이 얼마나 비좁기에 그러냐고 반문할지 모른다. 그런데 자신에게 맞는 정확한 시트 포지션을 찾으면 스티어링 휠의 위치가 운전자의 다리에 가깝게 내려진다. 이런 상태에서 액셀러레이터와 브레이크 페달을 밟는 동작과 함께 조향을 하다 보면 다리와 휠 사이 공간은 점점 더 좁아져 닿을 수도 있다. 뿐만 아니라 차량에서 타고 내릴 때에도 스티어링 휠의 밑면이 툭 튀어나와 있으면 허벅지와 닿는 일이 잦다. 그런데 D컷으로 되어 있으면 공간이 조금이나마 넓어져 이런 불편이 줄어든다.

기능적 목적 외에는 미관상 차별성이다. 제작사에서 우리가 만든 차는 스포티한 드라이빙을 추구한다는 식의 차별성을 D컷으로 보여줄 수도 있다. 대표적인 예로 메르세데스 벤츠를 들 수 있다. 일반적인 CLA 250 모델의 스티어링 휠과 고성능의 CLA 45 AMG 스티어링 휠은 완전히 똑같아 보이지만 미관상 미묘한 차이가 있다. 물론 재질과 퀄리티가 다르지만, 기술적·물리적 차이는 1mm다. 일반모델인 CLA 250의 휠은 지름이 370mm이고, AMG 모델은 369mm이다. 그리고 AMG 모델은 앞서 언급한 D컷 모양이다. 미관상 기능이 더 큰 것으로 보일 뿐이다.

크기 줄이지 않고 D컷을 거부한 드리프트용 스티어링 휠

스티어링 휠의 직경이 줄어드는 추세지만, 고성능이나 특수목적의 차량 중에서는 휠의 지름을 줄이지 않는 경우도 있다. 지름뿐 아니라 D컷을 하지 않은 차도 있다. 이런 차들의 목적은 하나다. 드리프트다. 드리프트는 차량의 구동력을 일부러 미끄러트려 코너를 주파하는 기술로서, 모터 레이싱의 한 종목이다. 드리프트라는 분야에서 제일 중요한 부분 중 하나는 조향이다. 드리프트의 절반 이상을 조향이 판가름한다고 봐도 무방하다. 드리프트는 차를 좌나 우로 미끄러트리면서 코너를 주파하기 때문이다. 일단 차를 코너 안으로 집어넣고 나면 역방향으로 스티어링 휠을 재빨리 돌려야 한다. 방향전환을 할 때마다 이런 빠른 조향은 필수다. 이 때문에 실제 드리프트 드라이버들의 운전영상을 보면 쉬지 않고 휠을 이리저리 돌려댄다. 이렇게 휠을 돌리는 빈도가 높기 때문에 아무래도 작은 직경보다는 큰 직경이 유리하다. 잡기도 좋고, 작은 힘으로 쉽게 돌릴 수 있기 때문이다. 물론 무조건 커야 한다기보다는 적당한 크기가 좋다. 공간을 크게 차지하지 않으면서도 재빨리 돌리기 좋은 지름의 휠로 보통은 355~375mm 정도를 사용한다. 그리고 이런 휠은 D컷처럼 어느 한 부분이 납작하게 들어가 있으면 드라이버가 스티어링 휠을 붙잡기 어려워진다. 완전한 원형으로 되어 있어야 언제 어디를 잡아도 조작이 수월하다. 이런 이유로 드리프트용 휠은 다르다. 도요타 86과 같은 차는 드리프트에 용이하도록 만들어진 차라서 차량 출고 때부터 365mm의 스티어링 휠이 D컷 없이 판매된다.

스티어링 휠 튜닝해도 될까?

아우디의 고성능 S3의 스티어링 휠도 D컷이다.

일부 자동차 마니아들은 차량의 스티어링 휠을 개조하는 경우도 있다. 일단 국내 자동차법상 스티어링 휠의 교체는 불법이 아니다. 물론 나무처럼 충돌 시 부서지는 재질로 바꾸면 안 된다. 또 스티어링 휠의 크기가 본래 순정차량의 휠 크기와 달라져서도 안 된다. 같은 크기의 휠로 교체하는 것은 합법이라고 한다. 애프터마켓에 나온 제품으로 교체할 경우 대부분은 기존에 있던 에어백을 포기해야 한다. 순정 모델은 안전기준 때문에 에어백이 달려 있고, 에어백은 스티어링 중앙의 포켓 안에 들어 있다. 그런데 튜닝을 하면 이 에어백이 없어지기 때문에 그 부분은 감수해야 한다. 그런데도 스티어링 휠을 교체하는 이유는 휠이 가진 기능을 운전자에게 최적화하기 위함이다. 기본적으로 재질이 달라진다. 애프터마켓 제품은 에어백이 없는 대신 모양부터 단순하다. 에어백 외에도 서두에 말한 여러가지 버튼(라디오 볼륨 등)도 사라진다. 또 단순하다는 것은 가볍다는 뜻이다.

스파르코의 튜닝용 스티어링 휠로 직경이 310mm 이다.

재질도 신소재를 대거 사용해 충격에는 강하고 무게는 가볍다. 휠을 감싸고 있는 소재도 알칸타라 등을 사용해 그립감이 좋아 손에 착착 감긴다는 표현이 어울린다. 튜닝 시에는 스티어링 휠의 위치도 운전자의 몸에 맞게 설정할 수 있다. 순정 스티어링 휠이 조절식이라고 해도 움직이는 범위는 한정적이다. 만약 운전자의 팔이 많이 짧은데 휠을 끝까지 나오게 해도 잡는 데 불편함이 있다면, 튜닝을 통해 극복할 수 있다. 스티어링 휠 뒷면에 장착하는 스페이서(spacer)의 개수를 추가해 운전자에 더 가깝게도 장착할 수 있다.

단순히 휠만 교체해도 차에서 오는 진동 등이 더 리얼하게 느껴진다. 순정 휠은 더 두껍거나 여러 장치로 인해 무겁고 둔갑하다. 그런데 튜닝 후에는 운전자에게 직관적으로 차의 반응이 전달된다. 이 말은 곧 스티어링 휠 튜닝이 운전자의 감각을 깨우는 데 도움이 되고, 운전실력 향상에도 좋다. 최근 출시되는 차량들은 전자식 컬럼식 스티어링인 EPS(Electronic Power Steering)가 장착되어 운전자에게 전달되는 감각이 덜하지만 그래도 여전히 튜닝을 통해 차체와 노면의 진동 등을 느낄 수 있다.

스티어링 휠을 잘 움직이는 연습을 하면 운전실력 향상에도 도움이 된다. 정차 시 스티어링 휠을 좌나 우로 끝까지 돌리는 연습을 하고, 돌릴 때는 양손이 서로 겹치지 않도록 돌리는 방법 등을 익히면 좋다. 그리고 장거리 고속 주행 시 3시와 9시 방향 정도를 잡고 운전하는 습관을 가지면 유사시 도로 상황에 빠르게 대처할 수 있다. 이외에도 넓은 공터나 서킷 등을 방문해 콘(cone)과 콘 사이를 빠르게 주파하는 슬라럼(slalom)을 연습하면 조향각도에 따른 차량의 움직임과 얼마만큼 돌렸을 때 차가 얼마만큼 움직이는지 등을 연습할 수도 있다. 차량의 방향을 정하는 스티어링 휠은 차량의 기능에서 중요하기 때문에 평소 관심을 가져야 한다. 5년 이상된 차의 경우 유압식 스티어링 휠을 장착한 차량은 보닛을 열고 스티어링 휠 오일의 잔량을 보고 보충 또는 교체해 주면 조향이 한결 수월해진다.⊙