티스토리 뷰
상용차의 에어브레이크는 잠시 뒤로 하고, 저희가 주로 보게 되고, 항상 출퇴근 길에도 여행 떠날 때에도 함께 하게 되는 승용차의 브레이크에 대해 잠시 이야기해보겠습니다. 브레이크의 종류에는 크게 구조, 방식에 따라 두 가지 정도로 나뉘어질 수 있습니다.
디스크 브레이크와 드럼 방식의 브레이크죠.
드럼 브레이크
비용과 제동력 등등의 차이가 있는 브레이크! 먼저, 드럼 방식의 브레이크부터 볼까요?
마찰에 일으켜서제동을 하는 것은 디스크 브레이크와 같지만, 브레이크를 밟으면 유압이 브레이크 슈를 바깥쪽으로 밀어 제동력을 만들어내게 됩니다. 드럼식은 효율이 높고, 가격이 싸며 라이닝의 수명이 길지만 탈부착이 어렵고 디스크 방식에 비해서 제동력은 떨어지는 편입니다.
주로 경차나 트럭에 많이 쓰이는 브레이크 방식입니다. 소형 승용차 뒷바퀴에도 아직 사용을 하기도 하지만, 요즘은 대부분 디스크 타입으로 바뀌고 있죠.
디스크 브레이크
브레이크 디스크 로터와 캘리퍼로 구성되는 디스크(Disk) 방식의 브레이크는 캘리퍼의 브레이크 패드를 피스톤이 밀어내고, 디스크 로터를 눌러 마찰을 일으켜 제동을 합니다.
디스크가 외부에 노출되어 있기 때문에 뜨거운 열을 식히기 쉽고, 또 제동력이 드럼 방식에 비해서 더 확실하면서, 구조가 간단해 점검과 정비를 받기도 쉽습니다.
요즘 대부분의 승용차는 이 디스크 타입 브레이크를 사용하고 있죠.
에이톤은 이런 디스크 방식의 4P 브레이크 캘리퍼와 로터를 만들고 있습니다. 순정 차량의 브레이크는 제동력의 밸런스, 수명과 가격 등을 고려해서 나오고 있지만, 고속에서나 반복적인 제동을 할 때 성능이 떨어지는 걸 경험하게 됩니다.
더 좋은 브레이크 성능을 원하신다면, 에이톤 4p 브레이크로 업그레이드 하시길 추천합니다~!
브레이크 회로 배관 방식
자동차는 안전상의 이유 때문에 2-회로 브레이크를 사용한다. 회로 배관 방식은 다양하지만, 대체적으로 많이 사용하는 형식은 다음과 같다.
1) 앞/뒤 차축 분배식(front/rear axle split)
앞 차축과 뒤 차축의 브레이크 회로가 각각 독립되어 있다.
예를 들면 앞 차축 회로가 고장일 경우에도 뒤 차축 회로는 제동능력을 유지한다. 물론 그 반대도 성립한다.
이 방식에 계단식 탠덤 마스터 실린더를 사용하면 뒤 차축의 제동력 조절밸브를 생략할 수 있으며, 또 한 회로가 고장일 경우에도 페달 답력을 증가시키지 않고도 나머지 한 회로의 유압을 증가시킬 수 있다.
이 방식은 모든 차륜이 드럼 또는 디스크 브레이크일 경우, 그리고 앞 차축에 디스크 브레이크, 뒤 차축에 드럼브레이크가 설치된 경우에 사용할 수 있다. 제동력의 배분은 앞 차축에 60~70%, 뒤 차축에 30~40% 범위가 대부분이다. 대형차량에 많이 사용한다.
2) X-형 배관 방식(diagonal split)
앞바퀴와 뒷바퀴를 각기 하나씩 X자형으로 연결한 방식이다. 전륜구동방식(FF) 자동차에서 부의 킹핀 오프셋(negative kingpin offset)인 경우, 주로 이 방식을 사용한다. 회로 당 제동력 배분은 50% : 50%가 된다.
3) 4-2 배관방식(front axle and rear axle)
잘 사용되자 않는 방식으로 한 회로는 모든 차륜과 연결하고, 나머지 한 회로는 앞 차축 좌/우 차륜에만 배관한 형식이다.
한 회로가 파손되었을 때 제동력 분배차가 크다. 제동력 배분은 예를 들면 35% : 65%가 된다.
4) 3각 배관 방식(front axle and rear wheel)
앞 차축 좌/우 차륜과 뒤 차축의 어느 한쪽 차륜을 연결한 형식이다. 한 회로가 고장일 경우에 최소한 50%의 제동력을 유지할 수 있으며, 앞 차축 좌/우 차륜에는 항상 균일한 제동력이 작용한다.
5) 4-4 배관 방식(all wheel/all wheel split)
회로마다 각각 모든 차륜을 연결한 형식으로서, 각 차륜에 2개의 브레이크 회로가 독립적으로 갖추어져 있다.
이상적이지만 고가(高價)이기에 아주 고급차가 아니면 사용하지 않는다. 제동력 배분은 50% : 50%이다. 한 회로가 파손되더라도 나머지 회로에는 최소한 50%의 제동력이 전/후, 좌/우 차륜에 균일하게 배분된다.
유압 브레이크는 파스칼 원리(Pascal’s principle)를 응용한 장치이다. 완전히 밀폐된 액체에 작용하는 압력은 어느 점에서나, 어느 방향에서나 일정하다.
브레이크페달을 밟으면 운전자의 답력은 마스터실린더의 피스톤을 거쳐, 마스터 실린더 내의 밀폐된 브레이크액에 즉시 전달된다. 이 힘에 의해 마스터 실린더 내의 브레이크액에는 압력이 생성된다.
이 압력은 파스칼 원리에 따라 브레이크 파이프를 거쳐 각 휠 실린더에, 그리고 다시 휠 실린더(또는 캘리퍼) 피스톤에 전달된다.
휠 실린더(캘리퍼) 피스톤에 전달된 압력은 다시 브레이크 슈(shoe)(또는 패드(pad))를 작용시키는 확장력(또는 압착력)으로 변환된다.
액체를 이용하여 힘을 전달할 경우, 힘의 증폭이 용이하다. 유압 브레이크는 고압으로 작동되므로 제동장치 구성부품의 크기, 예를 들면 휠 실린더의 직경이 작아도 큰 힘을 얻을 수 있다.
또 브레이크액은 비압축성이므로 공극(air gap)이 작다면, 적은 유량으로도 여러 개의 휠 실린더를 동시에 작동시킬 수 있다.
즉, 브레이크페달을 밟으면 회로 압력은 급속히 상승하고, 이 압력에 의해 각 휠 실린더의 피스톤도 즉시 작동하여 각 차륜에 제동력을 발생시키게 된다.