첫차연구소

운전을 하다 보면 SUV와 세단의 뒷모습이 다른 점을 발견할 때가 있어요. SUV, 해치백, 왜건과 달리 세단에서는 뒷유리에 와이퍼를 찾아볼 수 없죠. 왜 그럴까요? 오늘은 첫차연구소가 흥미로운 과학 원리와 함께 그 이유를 풀어보고 안전을 위한 자동차 와이퍼 관리 요령도 알려드릴게요.

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뒷유리에 달려있는 '리어 와이퍼'는 자동차 유리에 떨어진 빗방울이나 눈, 먼지나 이물질을 깨끗이 닦아주어 운전자의 후방 시야를 확보해 주는 중요한 장치예요.

 

1903년 미국의 여성 발명가 메리 앤더슨(Mary Anderson) 이 자동차 안에서 레버를 통해 앞 유리 바깥을 닦아주는 와이퍼를 발명한 이래, 뒷유리를 닦아주는 리어 와이퍼는 1940년대부터 고객이 선택할 수 있는 액세서리로 등장했어요.  

 

하지만 일반적이지 않아서 운전자들의 주목을 받지 못했답니다. 당시 날렵한 세단의 뒷유리는 쉽게 더러워지지 않았고, 굳이 차 뒤쪽의 교통상황을 볼 필요도 없었어요. 사이드미러를 통해서 좌우 뒤쪽의 교통상황을 보는 것으로 충분했기 때문이에요.

 

1960년대에 이르러 포르쉐는 스포츠카 911에 리어 와이퍼를 옵션으로 제공하면서 어떠한 기상조건에서도 달릴 수 있다는 것을 부각시켰어요. 이때부터 다른 자동차 제조사들도 포르쉐의 리어 와이퍼에 주목하기 시작했답니다. 1969년 볼보는 스테이션왜건 145 모델에 리어 와이퍼를 장착했고, 이후 리어 와이퍼는 왜건뿐만 아니라 해치백, SUV에서도 널리 사용되기 시작했어요.

그런데 유독 세단에는 리어 와이퍼가 장착되지 않았는데요. 그 이유는 자동차가 주행 중에 발생하는 공기의 흐름과, 세단과 SUV의 차체 구조 차이에서 찾아볼 수 있답니다. 달리는 자동차는 공기를 상하좌우로 밀어 내기 때문에 자동차가 지나간 자리에는 빈 공간이 생겨나요. 이 공간은 일시적으로 진공상태가 되는데, 압력 차이로 인해 주변 물질을 끌어당기는 소용돌이가 발생한답니다.

 

이 현상을 유체역학에서 '와류(渦流, vortex, eddy current)'라고 해요. 와류 현상은 노면과 공기 중에 있는 온갖 이물질을 끌어들여서 자동차의 후면을 빠르게 오염시키죠. 와류는 수직으로 세워진 면이 넓을수록 많이 형성되고 물고기 모양의 유선형에 가까울수록 적게 발생해요.

뒷유리가 수직 형태인 SUV, 해치백, 왜건은 주행 중에 뒷유리 부근에 와류 현상이 만들어져서 각종 이물질을 끌어들이죠. 뒷유리에 비와 눈, 먼지와 이물질이 쉽게 묻어 이를 닦아 줄 와이퍼가 필요한 거예요.

 

반면 세단의 뒷유리는 SUV, 해치백, 왜건과 비교해 수평적이죠. 뒷유리가 유선형에 가까운 수평 모양이라 와류 현상이 적어지고 자연히 리어 와이퍼도 필요 없답니다.

 

또 세단은 트렁크가 뒤로 돌출되어 있어서 주행 중에 바닥에서 튀는 이물질이 뒷유리에 묻는 경우도 적어요. 세단은 뒷유리 보다 트렁크 리드 쪽에서 와류 현상이 일어나 번호판 부근이 많이 오염되는 편이에요.

하지만 모든 세단 모델이 리어 와이퍼를 장착하지 않는 것은 아니에요. 세단이지만 간혹 뒷유리 경사각이 높아 와류 현상이 생기는 차종일 경우에는 리어 와이퍼가 달려 있기도 해요.

 

대표적인 예로 기아차 레이를 들 수 있어요. 이 밖에도 일반적인 세단 모양인 현대차 티뷰론, 포드 몬데오, 현대차 아반떼 스포츠 XD 5도어도 실용성을 위해 리어 와이퍼를 장착했죠.

 

반대로 SUV라고 해서 모두 리어 와이퍼가 장착된 것도 아니에요.. 메르세데스-벤츠 GLE 쿠페나 BMW X6 같은 쿠페형 SUV들은 루프라인부터 트렁크 상단까지의 형태가 세단과 비슷하기 때문에 리어 와이퍼가 없어요.

 

또 해외에서는 겨울에 눈이 많이 내리는 기후 조건 때문에 세단도 리어 와이퍼를 장착한 지역들이 있답니다.

와이퍼와 함께 단짝인 워셔액은 자동차 유리가 지저분해졌을 때 단번에 깨끗하게 닦아주는 차량관리 필수품이죠.

 

비나 눈이 내리고 있을 때는 와이퍼 만으로 유리를 닦아낼 수 있지만, 비와 눈이 그치고 흙탕물이 유리에 튀거나 미세먼지가 심한 때 워셔액이 없다면 유리 세척도 잘되지 않고 시야 확보에 어려움을 겪게 됩니다.

 

워셔액은 유리와 와이퍼 블레이드 고무의 마모와 손상을 막는 역할도 해요. 워셔액 없이 와이퍼를 작동시키면, 유리와 와이퍼 사이의 마찰이 심해져 유리와 와이퍼 모두 손상을 입을 수 있어요.

 

특히, 미세먼지가 심한 때나 여름 장마철, 겨울에는 워셔액을 많이 사용하는 시기이기 때문에 워셔액이 충분하게 채워져 있는지 주기적으로 확인해야 해요.

워셔액이 떨어지면 급한 대로 물을 사용할 수 있지만, 겨울철이라면 낭패를 보기 쉬워요. 온도가 영하로 내려가면 물이 얼기 때문이죠.

 

결빙을 방지하려고 더러 물에 비누를 풀거나 소금, 설탕 같은 용질을 녹여 만든 수용액을 워셔액으로 사용하는 경우도 있지만, 기온이 많이 내려가면 그마저 얼어버릴 수 있고 수분이 증발하고 나서 찌꺼기가 남는 바람에 오히려 유리가 더러워질 수도 있어요.

 

워셔액은 쉽게 증발되어야 하고, 닦고 난 후에는 유리 표면에 지저분한 찌꺼기가 남지 않아야 해요.

워셔액은 크게 세 가지 성분으로 만들어져요. 대부분을 구성하는 것은 바로 물입니다. 물은 기본적으로 씻어내는 역할을 하죠. 가끔 물을 제거한 고농축 또는 알약 형태의 워셔액을 볼 수 있는데, 자동차에 보충할 때는 반드시 물에 희석해서 사용해야 해요.

 

또 하나의 성분은 기름 성분을 제거해 이물질을 빨리 녹일 수 있는 계면활성제예요. 계면활성제는 물과 기름 사이의 막을 무너뜨려서 오염물질이 물과 함께 쉽게 씻겨 나갈 수 있게 해줍니다. 우리가 흔히 사용하는 샴푸를 비롯해 주방 세제나 세탁세제에도 계면활성제 성분이 들어있죠.

 

마지막으로 워셔액에는 알코올이 함유돼요. 알코올도 기름의 결합 구조를 무너뜨려 세정하는 효과를 발휘하기는 하지만, 워셔액에서는 더 중요한 역할을 해요.

 

일단 물을 함유한 워셔액이 부패하지 않도록 해주는 방부제 역할을 해요. 워셔액은 탱크에 고여 있기 때문에 자동차 내부 열기와 여름철 외부 열기에 노출되어 부패될 수 있어요. 알코올 성분은 또 워셔액이 어는 것을 방지하는 역할을 해요. 알코올은 물보다 어는 점이 낮기 때문에 물이 대부분인 워셔액이 얼지 않도록 해주는 부동액과 같아요. 끝으로 알코올은 잔여 기름때를 녹이고 빠른 속도로 유리창에서 워셔액의 흔적을 사라지게 하는 역할을 합니다. 물과 계면활성제로만 되어 있다면 와이퍼로 닦아도 물기가 남게 돼요.

최근에는 워셔액에 사용되는 알코올을 두고 유해성 문제가 제기되기도 했어요. 알코올은 크게 에틸알코올(에탄올)과 메틸알코올(메탄올) 두 가지로 나뉘는데요. 에탄올은 술이 인체에 흡수되었다가 배출되는 것처럼 비교적 빠르고 쉽게 체외로 배출돼요.

 

반면 메탄올은 인체에 흡수되면 곧바로 포름알데히드를 생성하는 ‘맹독성' 물질로 체내에 오래 남아 독성을 분비하죠. 이런 이유로 메탄올 워셔액의 사용이 금지되어 있답니다. 워셔액을 구입할 때는 성분을 잘 살펴보세요.

와이퍼와 워셔액은 운전자의 시야를 확보하는 가장 중요한 장치이기 때문에 안전을 위해 평소에 잘 관리하고 주기적으로 교체하거나 보충해야겠죠.

 

폭염과 더위가 기승을 부리는 여름철에 와이퍼를 그대로 눕혀 두면, 뜨거운 열기 때문에 와이퍼 블레이드의 고무가 녹는 경우도 있어요. 부득이 야외에 주차할 때에는 와이퍼를 세워 두어서 와이퍼가 변형되거나 자동차 유리에 달라붙는 것을 예방하세요.

 

최근에는 계절에 상관없이 미세먼지가 기승을 부리곤 하는데요. 세차할 때 자동차 유리는 잘 청소하지만, 와이퍼 블레이드에 남아있는 이물질 제거는 간과하는 경우가 많아요. 이물질이 남아있는 와이퍼로 자동차 유리를 닦으면 유리에 미세한 상처가 날 수 있답니다. 자동차 유리에 난 상처는 밤에 운전할 때 빛이 번지는 현상을 유발하거나 안전운전을 방해할 수 있어요.

와이퍼는 일반적으로 6~10개월에 한 번씩은 새 와이퍼로 교체하는 것이 좋아요. 교체 시기가 되지 않았더라도 차량과 운전 습관에 따라 교체 주기가 달라질 수 있답니다. 만약 와이퍼가 다음과 같은 신호를 보낸다면 곧바로 교체하세요.

 

먼저 와이퍼로 닦아도 유리가 잘 닦이지 않는 경우예요. 대개 와이퍼 블레이드가 마모되면 빗물이나 이물질을 잘 닦아내지 못하는데요. 와이퍼가 지나간 자리에 얼룩이 남기도 하죠.

 

다음은 와이퍼에서 소음이 들리는 경우예요. 와이퍼를 작동했는데 유리 사이에서 마찰음이 들린다면 와이퍼 블레이드 고무에 이물질이 붙어 있을 수 있어요. 와이퍼 관절 부위에서 드르륵, 끼기긱 하는 소리가 난다면 와이퍼 관절 부분에 녹이 슬지 않았는지 확인하세요.

 

와이퍼가 튕기듯 작동하는 경우도 있어요. 이때는 와이퍼의 각도를 살펴보세요. 유리와 와이퍼 블레이드가 제대로 맞닿아 있지 않고 공간이 떠 있다면 와이퍼가 튕기면서 소음이 날 수 있답니다. 이때는 와이퍼를 교체하기보다는 간단하게 각도를 교정하면 소음 문제를 해결할 수 있어요. 와이퍼 블레이드의 고무 부분 브러시가 유리와 맞닿는 부분이 직각이 되도록 조정해 주세요.

와이퍼를 교체해도 유리에 먼지와 배기가스 등으로 기름 막이 생겨 잘 닦아내지 못하는 경우도 있어요. 이때는 와이퍼를 교체하면서 기름 막 제거와 발수 코팅을 함께 하는 것이 좋아요.

 

기름 막과 김 서림 방지를 위해 발수코팅제를 사용한다면 발수코팅제를 바른 후 제품에서 명시하고 있는 경화 시간을 기다려 주세요. 발수코팅제가 마르기 전에 와이퍼를 작동하면 오히려 와이퍼에서 소음이 발생하거나 성능이 저하될 수 있답니다.

지금까지 자동차 운행 중에 우리의 안전을 지켜주는 와이퍼의 간단한 역사와 함께 내 차를 더럽히는 범인도 잡아보고 뒷유리에 리어 와이퍼가 달려있는 이유도 살펴봤습니다. 운전자의 시야 확보를 위해서 와이퍼와 워셔액 관리도 꼼꼼히 챙겨 주세요. 안전운전의 시작은 깨끗한 시야 확보에서부터 비롯되니까요.

내 차에는 왜 리어 와이퍼가 없을까?

리어 와이퍼와 자동차 과학 이야기 

 

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