MTB에서 넓은 휠(림)의 장단점

너비가 넓은 휠을 사용하면 어떤 장단점이 있을까? 

휠의 너비에서 중요한 것은 림의 바깥 너비가 아니라 안쪽 너비 (Internal Width)이다.

http://www.nextie-bike.com/image/cache/data/hookless/30mm-500x500.png

 

먼저 Ibis의 초광폭 카본 휠(안쪽 너비가 무려 35mm)의 홍보 영상을 보자. 넓은 림의 장점을 시각적으로 잘 설명해주고 있다.

 

 

위 영상에서는 안쪽 너비가 35mm 인 휠(파란색)과 19mm 이하일 것으로 생각되는 옛날 휠(빨간색)을 비교한 것이라 너무 극단적인 차이를 보여주는 측면도 있다. 안쪽 너비 22mm인 휠(보라색)과 비교했으면 더 좋았을텐데.

 

Ibis 에서 얘기하는 넓은 휠의 장점

 

같은 너비의 타이어라도 더 넓은 접촉면을 제공한다.

 

넓은 휠은 타이어 사이드월을 더 잘 지지하여 같은 공기압에서 더 안정감을 제공한다. 

넓은 휠은 좁은 휠보다 더 낮은 공기압을 사용해도 비슷한 안정감을 얻을 수 있다.

 

낮은 공기압으로 인해 더 접촉면이 커져서 그립력을 향상 시킨다. (Greater traction 을 그립의 향상으로 해석해도 되는 걸까?)

 

급격한 코너링에서 타이어가 찌그러지는 정도의 차이를 보여준다

 

코너링 중에 돌 같은 장애물을 만났을 때 모습

 

넓은 휠은 좁은 휠보다 타이어가 더 충격을 잘 흡수해서 구름 저항도 덜하고 평탄한 라이딩이 가능하다는 걸 보여줌.

(제 생각에 넓은 휠이 좁은 휠보다 공기압이 낮다는 조건 하에서 성립하는 얘기일 듯)

 

 

위에 간단히 언급한 것들을 좀 더 구체적으로 살펴보자.

 

안정성 (Stability)

>첫째, 측면의 힘(lateral force)을 받았을 때 타이어가 휘청거리는 현상(Sidewall Squirm)을 줄일 수 있다. 

   서 있을 때 옆에서 누군가 미는 힘에 잘 대응하기 위해서는 다리의 힘을 더욱 튼튼하게 하거나 발의 간격을 넓히면 된다. 다리의 힘을 튼튼하게 하는 것은 타이어 사이드 월을 두껍게 하는 것이고, 발의 간격을 넓히는 것은 사이드월을 지지하는 림의 너비를 넓히는 것에 해당한다. 다운힐에서 넓은 핸들바를 사용하는 이유와 동일하다 할 수 있다.

림이 넓으면 타이어가 덜 찌그러지고, 사이드월을 더 얇게 할 수도 있다. 결국 안정성이 좋아지고 그립력도 좋아진다. (출처: http://www.bikerumor.com/2012/06/12/syntace-rolls-out-lightweight-but-tough-mountain-bike-wheels-w-25-40mm-wide-rims/ )

 

둘째, Burping 현상을 줄일 수 있다.

측면에서 강한 힘을 받았을 경우 타이어 비드가 휠에서 빠지는 현상을 burping 이라 한다.

코너링할 때 좁은 림을 사용한 경우 타이어는 더 많이 측면으로 찌그러지게 되어 코너링을 불안하게 할 수도 있고, 매우 큰 힘을 받을 경우 반대쪽 비드가 휠에서 이탈하기도 한다. 그러나, 아마추어 세계에서 이렇게 강력한 측면 힘을 발생시키게 코너링을 할 수 있는 사람이 얼마나 많을까?

 

Pinkbike의 글[2]에 의하면 넓은 타이어를 좁은 림에 사용할 경우 아래와 같이 burping의 위험이 커지고 안정성도 떨어진다고 한다. 아래 그림은 타이어의 접촉면 중심이 림 너비 안에서 움직이는 경우와 림 너비가 좁아서 타이어 접촉면 중심이 림을 벗어나는 경우를 보여준다. 타이어 접촉면이 림을 벗어나면 burping이 발생하기 쉽고 타이어가 무너지면서 라이딩이 불안정해질 수 있다. 

http://www.pinkbike.com/news/Tech-Tuesday--Wider-Rims-Are-Better-and-Why-Tubeless-Tires-Burp-.html

(출처: [2])

 

자동차의 타이어 너비에 따른 접촉면 모양 http://www.carbibles.com/tyre_bible_pg3.html

 

 

타이어 접촉면(contact patch)의 모양 변화

  림이 넓어지면 타이어 접촉면의 너비가 넓어지고 길이는 짧아진다. (같은 공기압일 때) 림 너비가 같은 경우 타이어가 넓어질 수록 접촉면의 너비가 넓어지고 짧아지며, 타이어 너비가 얇아질 수록 접촉면의 너비가 좁아지고 길어진다.

  그런데, 이게 무슨 영향을 미친다는 건가?

  접촉면의 너비가 넓어지고 길이가 짧아지면 타이어에서 열이 덜 발생한다고 한다. 타이어가 땅에 닿을 때에는 무게에 의해 타이어가 찌그러졌다가 다시 펴진다. 이렇게 타이어가 수축했다가 펴지는 정도의 차이가 클 수록 열이 더 발생한다고 한다. 접촉면의 길이가 길면 타이어가 더 많이 찌그러지기 때문에 열을 더 발생시키게 된다고 한다. 

  자동차에서는 중요한 부분일 수 있으나 아마추어 MTB 라이더에게는 거의 무시해도 되는 효과이지 않을까 싶다.

  참고로 접촉면의 면적이 클수록 그립력은 좋아지지만, 접촉면적이 동일할 때 접촉면의 모양은 그립력과는 상관이 없다고 한다. "The Wheel & Tyre Bible"에 의하면 접촉면적이 동일할 때 그립력을 결정 짓는 것은 다음 공식이라고 한다. 즉, 타이어의 컴파운드와 하중이 그립력을 결정 짓는 요소이다. 좀 더 얼밀히 얘기하자면 마찰 개수는 바닥의 재질과 타이어 컴파운드 조합에 따라 달라질 것이다.

    F = uN (F: 그립력, u: 마찰개수, N: 타이어에 가해지는 힘)

 

"The Wheel & Tyre Bible"에 의하면, 아주 미세하게 타이어 고무와 바닥이 접촉하는 면은 아래 그림과 같은데, 하중이 크면 바닥의 미세한 모양에 더 많이 접촉하게 되어 그립력이 높아지고, 같은 하중이라도 고무가 무른 경우 아래 그림의 오른쪽 처럼 바닥의 미세한 모양에 더 많이 접촉하기 때문에 그립력이 높아지는 것이라 한다

http://www.carbibles.com/tyre_bible_pg3.html

 

바퀴 전체의 무게를 줄일 수 있다

반드시 그런 것은 아니지만 이론적으로는.

1. 너비가 좁은 타이어의 선택
2. 사이드월이 얇은 가벼운 타이어 선택

림을 더 넓은 것을 사용하면 타이어 너비를 약간 줄여도 동일한 접촉면적을 얻을 수 있다. 또한 넓은 림으로 인한 안정성으로 인해 타이어 사이드월을 더 얇게 함으로써 타이어의 무게를 줄일 수 있다. 림보다 고무인 타이어의 무게가 더 나가기 때문에 결과적으로 무게를 줄일 수 있다는 것이다. 그런데, 올마 이상인 경우 험한 곳에서 타기 때문에 얇은 사이드월은 펑크 발생 확률을 높이므로 현실적으로 적절하지 않고, 올마나 다운힐인 경우 너비는 한치수 작지만 사이드월은 두툼한 것으로 선택하는 것이 적절할 것이다. 

 

단점도 있다.

타이어 내 공기 양이 많아짐으로 인하여 충격을 받았을 때 타이어 내 압력이 증가하는 정도가 linear하게 증가한다. 타이어 공기가 적으면 외부 힘에 따른 공기압력의 증가는 progressive 해진다. 이는 에어 서스펜션의 경우와 동일한 효과이다.

즉, 강한 충격이 발생했을 때 타이어의 공기압 증가가 덜해지고, 이는 충격에 저항하는 힘이 더 약해지는 결과를 초래하므로 Rim Strikes나 Pinch Flat은 오히려 더 발생할 수도 있다. 

 

마치며

Pinkbike[2]는 2.125 이상의 튜블레스 타이어를 사용할 경우 안쪽 너비가 21~25mm 인 림을 사용하는 것을 권장했다.

[3]에 의하면 너비 2.3인치인 타이어의 경우 안쪽 너비가 최소 20mm 이상되는 휠을 사용하고 30mm를 좋은 최대치로 추천하고 있다.

 

MTBR의 사용자 포럼에 "Wide Rims? Don't believe the hype"라는 쓰레드가 있다. 넓은 림에 대한 사기를 밎지 말라는 것이다. Steve Smith는 안쪽 너비가 23mm인 Easton Havoc을 사용했고, Greg Minnaar는 21mm 밖에 안되는 Enve DH를, Aaron Gwin은 24.9mm인 DT Swiss FR600 림을 사용했다는 것이다.

  UCI Downhill Worldcup 경기를 보면 많은 선수들이 Mavic Deemax Ultimate을 사용하는데 이 휠은 안쪽 너비가 겨우 21mm 이다. (가장 대중적으로 인기가 좋은 Mavic은 올마운틴 엔듀로 용인 Crossmax SX도 21mm 이고 최근 출신한 Crossmax XL이 23mm.) 탑 클래스 다운힐 레이서들이 충분히 넓은 휠을 사용하지 않는 것은 아마도 그들의 스폰서가 지원하는 휠을 사용해야 하기 때문일 것이다. 또는 이들 레이서는 워낙 빠른 속도로 달리기 때문에 아마추어 라이더보다는 타이어 공기압이 높기 때문에 림 너비가 좁아도 더 높은 공기압이 안정성을 제공할지도 모르겠다(이건 추측).

 

넓은 휠이 좋다고 가장 많이 주장하는 사람은 American Classic의 Bill Shook인 것 같다. 관심있는 분은 Pinkbike의 "To the Point: Bill Shook on Wheels and Wide Rims"를 읽어보시길. 넓은 휠이나 림으로 어떤 것들이 있을까?

• 최근 Ibis가 안쪽 너비가 무려 35mm인 카본 휠을 출시했다(Pinkbike의 글).
• American Classic의 Wide Lightning은 안쪽 너비가 29.3mm, 바깥 너비는 32mm
• Syntace는 몇년 전부터 넓은 휠을 생산해왔다. W35 MX는 안쪽 너비가 28.5mm, 바깥 너비가 35mm 이고,  W40 MX는 안쪽 너비가 무려 33.5mm이고 바깥 너비는 40mm 이다. 
• Spank Oozy Trail295 는 안쪽 너비가 24.5mm.
• Stan's Flow Ex 림은 안쪽 너비가 25.5mm. 
• Roval Traverse Fattie SL (Carbon)은 안쪽 너비가 30mm이고 Fattie(Aluminium)는 안쪽 너비가 29mm.
• Industry Nine Gravitiy 29은 안쪽 너비가 28.5mm. 이건 다른 휠들에 비해 무거운 편.
• Enve M70은 올마 엔듀로 급인데 안쪽 너비가 25mm, 바깥 너비는 32mm. 다운힐 용인 M90도 너비는 동일함. 너무 비쌈 -_-;;
• DT Swiss EX1501은 안쪽 너비가 25mm. 

 

 

References

1. "The Wheel & Tyre Bible"
2. "Tech Tuesday -Wider Rims Are Better and Why Tubeless Tires Burp Air?", Pinkbike
3. "Trail Tech: Rethinking Rim Width", Bike Radar
4. "Hot News: Ibis launches line of ultra-wide carbon wheels", MTBR, 2014.4.7
5. "Why do wide tires roll better than narrow ones?", Schwalbe Tyres
6. "Wide Rims? Don't believe the hype", MTBR thread, 2014.2.24
7. "Syntace W35 MX Wheels Review", Pinkbike, 2012.8.1
8. "Ibis' New Ultra Wide Carbon Rim Wheelsets", Pinkbike, 2014.4.7