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[장형성 교수의 자동차 이야기(8)] 자동차 헤드라이트(Head Light)

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[장형성 교수의 자동차 이야기(8)] 자동차 헤드라이트(Head Light)

헤드라이트(head light)는 어떻게 구성되어 있으며, 각 부는 어떤 역할을 할까?

현재 우리가 사용하고 있는 헤드라이트는 크게 구분하면 전구, 반사경, 렌즈의 세 부분으로 이루어져 있다. 전구는 일종의 저항인 필라멘트에서 빛을 발산하며, 반사경은 그 빛을 반사시켜 전방부를 밝게 하고, 렌즈는 반사된 빛을 일정한 방향으로 확산시키는 역할을 담당한다. 요즘은 전구의 성능이 좋아져서 쉽게 교환할 수 있는 방식을 많이 채택하고 있다.
할로겐램프 구조(왼쪽)와 전구 교환식 헤드라이트이미지 확대보기
할로겐램프 구조(왼쪽)와 전구 교환식 헤드라이트

헤드라이트의 모양은 자동차의 멋에 큰 영향을 미쳐!

80년대 이후 마이카 붐과 더불어 스타일링에 대하여 많은 사람들의 관심이 집중되면서 헤드라이트의 스타일링에 많은 변화를 주기 시작하였다. 근래에는 에어로다이나믹 스타일의 유선형 자동차를 설계하게 되어 라디에이터 그릴을 없애고, 헤드라이트도 초 슬림화된 헤드램프로 변하게 되었다. 이와같이 헤드라이트의 변화는 자동차의 스타일링은 물론 공기저항에도 상당한 영향을 준다..

그러나 헤드라이트의 크기를 작게하는 것은 한계가 있다. 너무 작으면 기능에 문제가 있기 때문이다. 따라서 공기의 정항을 적게 받으면서도 빛의 밝기는 밝고, 멋도 갖춘 헤드라이트를 만들어 장착하는 것이 매우 중요한 과제가 되었다.

헤드라이트와 외관이미지 확대보기
헤드라이트와 외관


멋진 헤드라이트로는 어떤 것이 있나?

헤드라이트의 궁극적 목표는 두말할 것 없어 다양하고 산뜻한 패션 기능의 완벽한 겉모습에, 뛰어난 성능의 조명기능을 갖추는 것일 것이다. 그래서 요즘은 헤드라이트속에 안개등을 함께 장착하기도 하고, 헤드라이트를 평소 주행할 때는 감추었다가 사용할 때만 꺼내 쓰는 등의 여러 가지 형태의 기능과 모양을 갖춘 헤드라이트가 등장하고 있다.

그러나 기능과 멋, 두 가지를 모두 만족시키는 것은 상대적 한계가 있기 때문에 각 자동차와의 조화와 조명기능을 적당히 조절할 수밖에 없는 것이다.

근래에 주로 사용되는 헤드라이트는 어떤 것?

근래에 들어 가장 앞선 방식 중의 하나로 꼽히는 헤드라이트는 HID(High Intensity Discharge) lamp이다. HID 방식은 진공관 속에 필라멘트를 넣은 기존의 램프방식과는 달리, 가스가 채워진 공간 속에서 두 전극 사이로 강력한 전기 스파크를 일으키는 방식이다. 그래서 방전등이라고도 한다. 이 방식은 배선과 진공관이 필요 없으며, 할로겐 램프보다도 전력이 적게 드는 매우 좋은 램프이다. 이 HID 방식이 처음에는 고급 승용차에 장착되기 시작했는데, 이제는 채용 범위가 확대되어 거의 일반화되고 있다. 가격이 비싼 것이 흠이어서 전조등이 부딪쳐서 깨질 경우의 보수비용이 많이드는 단점은 어쩔 수 없다.
HID 헤드라이트 구조(왼쪽) 자동차에 장착된 HID 헤드라이트이미지 확대보기
HID 헤드라이트 구조(왼쪽) 자동차에 장착된 HID 헤드라이트


내차의 헤드라이트는 상대방 운전자를 눈부시게 하지는 않는가?

운전할 때 상대차의 헤드라이트가 눈이 부시다면 뛰어난 성능을 가졌다고 볼 수 없다. 성능이 뛰어난 헤드라이트는 빛이 산란되지 않아야 한다. 빛은 환하고 멀리 비추되, 산란되어서는 않된다. 그래서 좋은 헤드라이트는 빛의 밝기는 밝되, 산란되지 않는다. 그러나 비추는 방향이 정확해서 산란되지 않으므로 다른 차에 피해를 주지 않는 것이다. 뿐만아니라 다른 자동차의 불빛과 마주치게 되면 자동으로 감광되는 시스템을 채용한 것도 있다. 또 회전할 때 일반적인 자동차의 헤드라이트는 자동차의 방향 그대로를 비추지만, 회전 각도에 따라 회전하려고 하는 위치로 자동으로 움직이며 비추는 시스템을 채용한 것도 있다.

산란되는 헤드라이트이미지 확대보기
산란되는 헤드라이트


헤드라이트 색은 바꿀 수 없나?


헤드라이트는 비추는 방향이나 각도 등이 규정되어 있어 일정 한계를 넘으면 검사 시 불합격 처리하여 시정하도록 하고 있다. 색깔도 마찬가지다. 헤드라이트는 백색을 쓰도록 규정하고 있다.

그러나 군용차 같은 경우 일부는 황색 헤드라이트를 부착한 것도 있다. 황색은 안개등으로 사용하도록 규정하고 있으나, 군용의 경우는 특수 작전 등의 임무 때문에 사용한다.

가시광선의 색깔은 무지개색이다. 빨간색은 파장이 길고 파란색은 짧다. 그래서 자동차의 미등이나 제동등은 빨간색으로 규정한다. 눈에 잘 띄기 때문이다. 즉 안전을 위해서이다. 안개등을 황색으로 하는 것은 파장이 백색보다 길어 안개속에서 잘 비추기 때문이다, 빨간색은 더 잘 비출 수 있지만 미등이나 제동등과 혼돈할 수 있기 때문에 안개등이나 헤드라이트로 사용하지 않는다.

백색의 헤드라이트(왼쪽)와 황색의 안개등이미지 확대보기
백색의 헤드라이트(왼쪽)와 황색의 안개등



장형성 신한대 기계자동차융합공학과 교수