“기온 10℃ 떨어질 때마다 공기압 1psi 감소”…보일-샤를 법칙이 답
날씨가 쌀쌀해지면서 아침마다 계기판에 타이어 공기압 경고등이 뜨는 운전자들이 늘고 있다. 특히 전날까지 멀쩡했던 타이어가 갑자기 문제가 생긴 것처럼 경고등이 켜져 당황하는 경우가 많다. 이는 타이어에 펑크가 난 것이 아니라 추운 날씨 때문에 발생하는 자연스러운 현상이다.
기온 10℃ 하락 시 공기압 1psi 감소
타이어 공기압이 겨울철에 낮아지는 것은 기체의 기본 성질 때문이다. 모든 물질은 온도가 상승하면 분자 활동이 활발해져 부피가 팽창하고, 온도가 낮아지면 그 반대 현상이 일어난다.
물리학의 보일-샤를 법칙(PV=nRT)이 이를 명확히 설명한다. 이 공식에서 P는 압력, V는 부피, T는 절대온도를 나타낸다. 타이어처럼 부피(V)가 일정한 밀폐 공간에서는 절대온도(T)가 감소하면 자연스럽게 압력(P)도 감소할 수밖에 없다.
구체적으로 온도가 10℃ 내려갈 때마다 타이어 공기압은 약 12psi(또는 0.070.14bar) 정도 낮아진다. 예를 들어 낮 기온이 15℃일 때 적정 공기압을 맞췄다면, 다음날 아침 기온이 5℃로 떨어지면 공기압이 1~2psi 자동으로 낮아지는 것이다.
TPMS 경고등, 25% 이상 하락 시 작동
2015년 이후 국내에 출시된 모든 승용차에는 TPMS(Tire Pressure Monitoring System, 타이어 공기압 모니터링 시스템)가 의무적으로 장착되어 있다. 이 시스템은 각 휠에 내장된 센서가 타이어 내부 공기압을 측정해 적정 공기압 대비 25% 이상 낮아지면 계기판에 경고등을 표시한다.
예를 들어 타이어 적정 공기압이 35psi(241kPa)라면 약 26psi(180kPa) 이하로 떨어질 때 경고등이 켜진다. 겨울철 이른 아침, 밤새 기온이 급강하하면서 타이어 내부 공기 온도가 낮아지고 이에 따라 공기압도 함께 떨어지면서 경고등이 점등되는 것이다.
흥미로운 점은 주행 중에는 경고등이 꺼지는 경우가 많다는 것이다. 주행 시 타이어와 노면의 마찰로 타이어 내부 온도가 10~20% 상승하면서 공기압도 자연스럽게 올라가 정상 범위로 돌아오기 때문이다.
“펑크 아닌데 경고등”…일시적 현상 vs 실제 문제
겨울철 타이어 공기압 경고등이 켜지는 원인은 크게 세 가지로 나뉜다.
첫째, 기온 변화에 따른 일시적 공기압 하락이다. 이는 가장 흔한 경우로, 날씨가 갑자기 추워지면서 타이어 안의 공기가 수축해 공기압이 낮아진다. 이 경우 40km/h 이상으로 일정 시간 주행하면 타이어 내부 온도가 상승하면서 대부분 경고등이 자동으로 꺼진다.
둘째, 타이어 펑크 또는 누설이다. 타이어가 날카로운 물체에 찔리거나 밸브가 손상되어 공기가 빠져나가는 경우다. 주행 후에도 계속 경고등이 켜져 있다면 타이어 점검이 필요하다.
셋째, 공기압 센서 고장이다. 센서가 오래되거나 배터리가 방전되면 공기압을 잘못 측정할 수 있다. 타이어 공기압이 정상인데도 경고등이 계속 켜진다면 센서 점검이 필요하다.
겨울철 공기압 관리, 이렇게 하라
1. 정기적인 공기압 점검
날씨의 일교차가 크게 벌어지는 계절에는 2주에 한번 정도 공기압을 점검하고 부족하면 추가로 공기를 넣는게 좋다.
2. 적정 공기압보다 10% 높게 주입
전문가들은 겨울철에는 제조사 권장 공기압보다 10% 정도 높게 주입할 것을 권장한다. 타이어는 한 번 공기를 주입해도 매달 자연적으로 약 1psi씩 감소하기 때문이다.
3. 적정 공기압 확인 방법
차량의 적정 공기압은 운전석 문을 열었을 때 차체에 붙어 있는 스티커나 차량 매뉴얼, 또는 연료 주입구 뚜껑 안쪽에서 확인할 수 있다. 주의할 점은 타이어 옆면에 표시된 수치는 ‘최대 공기압’으로, 이 수치대로 주입하면 과다하다. 최대 공기압의 약 80% 수준이 적정 공기압이다.
4. 공기압 부족의 위험성
공기압이 부족한 상태로 주행하면 여러 문제가 발생한다. 우선 타이어의 양쪽 가장자리가 과도하게 마모되는 편마모 현상이 나타나 타이어 수명이 짧아진다. 또한 접지 면적이 넓어지면서 연비가 나빠지고, 고속 주행 시 ‘스탠딩웨이브’ 현상이 발생해 타이어가 파손될 위험이 있다.
스탠딩웨이브는 고속 주행 시 공기압이 낮은 타이어가 물결치듯 펄럭이는 현상으로, 타이어 온도를 급상승시켜 타이어가 찢어지거나 차체가 전복될 수 있는 매우 위험한 상태다.
5. 겨울용 타이어 고려
한국타이어의 테스트에 따르면, 겨울용 타이어를 장착했을 때 영하 5도 눈길에서 제동거리가 19.35m, 빙판길에서는 4.2m 감소했다. 겨울용 타이어는 7℃ 이하의 온도에서 최적의 주행 성능을 내도록 설계되어 11월부터 3월까지 사용하는 것이 권장된다.
단, 겨울용 타이어는 부드러운 소재로 만들어져 높은 온도에서는 빨리 마모되므로 봄이 되면 사계절용 타이어로 교체해야 한다.
“공기압은 타이어의 생명”
타이어 전문가들은 “공기압은 타이어의 생명”이라고 강조한다. 적정 공기압을 유지하면 타이어가 균일하게 마모되어 수명이 연장되고, 연비 절감 효과도 얻을 수 있다.
타이어 공기압이 적정 수준보다 1bar(14psi) 부족하면 젖은 노면에서 제동거리가 11m나 늘어나고, 연간 연료 소비량이 1탱크까지 증가한다는 연구 결과도 있다.
겨울철 이른 아침 타이어 공기압 경고등이 켜졌다면, 일단 40km/h 이상으로 10분 정도 주행해 보자. 경고등이 꺼진다면 일시적인 기온 변화 때문이므로 크게 걱정할 필요 없다. 하지만 주행 후에도 경고등이 계속 켜져 있다면 가까운 정비소나 주유소를 찾아 공기압을 점검하고 보충해야 한다.
안전한 겨울철 운전을 위해 타이어 공기압 관리에 각별한 주의를 기울이자.
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