사고 충돌 시 자동차의 충격을 가장 먼저 받기도 하고 충격 흡수를 통해 운전자를 보호해주기도 하는 곳은 어디일까요? 바로 범퍼입니다. 오늘은 범퍼의 역할과 소재 등 자동차의 보호막 역할을 하는 범퍼에 대해 알아보겠습니다.
범퍼란?
범퍼는 사전적 의미로 '튕겨낸다'라는 뜻을 가지고 있습니다. 차량의 차체 앞뒤를 보호하기 위해 장착된 완충 부속 장치로, 충돌 시 가장 먼저 충격을 받는 곳입니다. 뿐만 아니라 범퍼는 사고가 발생할 경우 차체나 운전자를 비롯한 탑승자, 화물 등을 보호하고 상대방에게 주는 손상을 줄이는 역할을 하기도 합니다.
범퍼의 역사
자동차 범퍼는 1897년 체코에서 세계 최초로 적용되었습니다. 하지만 널리 사용된 것은 1919년 한 미국인이 자동차 앞뒤에 쇠막대기형 구조물을 달아 팔면서 시작되었다고 합니다. 이후, 1920년대 중반 미국 허드슨자동차가 스프링식 범퍼를 내놓았고 1972년에는 스웨덴의 볼보가 충격흡수 범퍼를 최초로 개발했다고 합니다.
초기 범퍼의 소재는 주로 철이었습니다. 그런데 1970년대 골프에서 우레탄폼 플라스틱 범퍼를 출시하며 플라스틱 범퍼의 시대를 열게 되었습니다. 철에서 플라스틱으로 재질이 바뀌게 된 가장 큰 이유는 바로 보행자 때문인데요. 철로 된 범퍼는 자동차를 강력하게 지킬 순 있을 지 몰라도 충돌 시 보행자가 받는 충격이 크기 때문에 안전기준 강화를 위해 재질을 바꾸게 됩니다.
범퍼의 구조
철로 만든 범퍼에서 플라스틱 재질의 범퍼로 넘어오면서 범퍼의 구조는 복잡해집니다. 보행자와 자동차를 함께 보호해야 했기 때문이죠. 일반적인 자동차 범퍼의 구조는 범퍼커버와 에너지 옵서버, 라디에이터 그릴, 백 빔으로 이루어집니다.
범퍼 커버는 저속 충돌 시에 범퍼 자체가 파손되는 것을 막기 위해 고무재질을 첨가한 복합소재를 이용합니다. 에너지 옵서버는 충격흡수를 위해 폴리프로필렌 발포 제품을 주로 사용하죠. 외부에서 바람이 들어오는 라디에이터 그릴은 디자인 요소를 강화하는 부품이며, 대부분의 충격을 흡수하는 역할을 하는 것이 바로 '백 빔'입니다.
범퍼의 종류
범퍼는 자체 보호성능과 재질에 따라 종류가 나뉘어집니다. 에너지 흡수범퍼, 수지범퍼, 스틸범퍼 등으로 나뉘어 지는데요. 스틸범퍼는 U자형 단면 형상을 갖는 강판을 범퍼에 삽입하는 형식으로 제작됩니다. 범퍼는 보통 시속 16km이내의 저속으로 부딪혔을 때 자체적으로 복원될 수 있도록 제작하는데요. 충격흡수력과 복원력이 뛰어난 플라스틱, 우레탄 등의 소재를 사용하고 있기 때문입니다. 최근에는 내부에 타이어 고무와 튜브가 들어가 있는 경우도 있다고 합니다.
이 밖에도 최근 차량을 경량화 하는 추세에 맞춰 범퍼의 무게를 줄이기 위해 다른 소재를 활용하기도 하는데요. 백 빔에 '강화 열가소성 플라스틱' 소재를 사용하기도 합니다. 이 소재는 폴리프로필레에 유리섬유를 섞어 만들어 강도는 철과 비슷하지만 무게는 적다고 합니다.
차체와 사람을 보하는 역할을 하는 범퍼. 처음 등장한 이후 생명과 재산을 보호하기 위해 꾸준한 연구 개발이 이루어지고 있는 부분인데요. 앞으로는 어떠한 소재를 이용해 더 안전하고 가벼운 범퍼가 등장할 지 궁금해집니다.
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