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자동차 브레이크장치 Automobile brake equipment

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작성자 월하 작성일17-10-20 15:36 조회4,371회 댓글0건

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엔진성능과 브레이크 성능이 대폭 향상된 현재의 자동차는 시속 200km를 초과하는 차들도 많이 있다.
그래서 자동차의 기본성능은 "달린다, 회전한다, 정지한다."의 3가지로 표현할 수 있다.
지금까지 살펴 본 엔진, 동력전달계, 서스펜션, 스티어링에 의해 "달린다.", "회전한다."는 성능은 얻을 수 있었다.

여기서는 또 하나는 "정지한다."라는 기능을 발휘하는 제동장치(브레이크)에 대해 알아보자

 

 

속도를 낮추기 위해서는

주행하고 있는 자동차의 스피드를 낮추기 위해서는 어떤 방법이 있을까.
승용차의 경우는 발로 밟을 때 유압을 이용한 푸트브레이크(FOOT BRAKE), 엔진을 역으로 저항으로서 이용하는 엔진브레이크가 사용된다. (대형차용 배기브레이크)
 
그외에 언덕길에서도 자동차가 움직이지 않도록 고정시켜 주는 사이드브레이크가 있지만, 이것은 자건거 브레이크와 같이 와이어를 당겨 작동시키는 것으로 통상 감속용으로는 사용하지 않는다.

 

 

푸트 브레이크라는것은?

자동차의 푸트 브레이크(FOOT BRAKE)는 유압식과 압축된 공기를 사용하는 에어브레이크가 있지만 에어브레이크는 기구도 복잡하고 중량도 늘어나기 때문에 대형차용이라고 할 수 있다.
현재 승용차용으로서 사용되고 있는 푸트브레이크는 유압식으로 전륜용은 거의 다 디스크브레이크가 사용되고 있다.

후륜용은 드럼브레이크와 디스크브레이크가 있는데, 그 성능은 각각 일장일단이 있다.
또한 최근 자동차에는 배력장치가 부착되어 있어 브레이크페달을 가볍게 밟아도 제동이 되도록 되어 있다.
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디스크브레이크

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타이어와 동시에 회전하는 전반(디스크)을 유압에 의해 움직이는 피스톤으로 디스크 양측에서 잡아줌으로써 정지시켜주는 것이 디스크브레이크다.
디스크브레이크의 기본적인 구성은 옆의 그림과 같다.

페달을 밟으면 실린더내에 발생하는 유압으로 피스톤이 이동한다. 피스톤과 디스크사이에는 패드라고 불리는 부품이 장착되어 있으며, 실제로 디스크를 눌러주는 기능을 한다.
또한 피스톤과 실린더 사이에는 브레이크오일의 밀폐와 페달을 뗄때 피스톤을 당겨 브레이크가 빠져나가는 것을 방지해주는 피스톤씰이 부착되어 있다.
이 실린더와 피스톤을 하나로 모은 부품을 캘리퍼라고 부른다.

 

 

벤틸레이티드 디스크브레이크

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열은 브레이크와 제동력을 방해하는 큰 요인이므로 디스크브레이크의 방열성을 보다 좋게 해주는 것이 벤틸레이티드 디스크브레이크이다.

이것은 아래 그림과 같이 디스크이 주위에 여려개의 구멍을 뚫은것으로 디스크의 표면적을 크게하여 방열을 촉진시켜 준다.

 

 

드럼브레이크

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드럼브레이크는 타이어와 동시에 회전하는 드럼속에 페달을 밟으면 오일의 압력으로 확장하는 띠모양의 브레이크슈가 부착되어 있는 것으로 이 브레이크슈와 드럼의 내부가 마찰함으로써 제동작용이 이루어진다.
드럼브레이크의 장점은 자기배력효과(서보효과)에 있다.

이것은 옆 그림의 브레이크규에 의해 유압피스톤힘 뿐만 아니라, 드럼의 회전에 의해, 더우기 슈가 드럼속에서 작동하는 기능에 의해 제동효과가 상승한다.
이 서보효과의 발생방법의 차이로 드럼브레이크는 다음과 같이 분류된다.

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리딩트레일링식 (LEADING TRAIALING 식)
리딩트레일링식은 2개의 브레이크슈가 자동차의 전진과 후퇴에 반응하여 자기배력효과를 발생하는 슈를 교체한다.
다시말해 전진 또는 후진시에도 한쪽 슈가 자기배력효과를 가지고 있다.

복동 2리딩식
2리딩식은 그 이름과 같이 전지시에 2개의 슈가 동시에 서보효과를 발휘한다.
그러나 후진시에는 어느 슈에서도 서보효과가 발생하지 않기 때문에 제동력이 떨어진다.

듀오서보식
듀오서보식은 상기 2개의 효과를 합친것이다. 다시말해 전진시나 후진시에도 2개의 슈가 동시에 서보효과를 나타내므로 큰 제동력을 얻을 수 있다.

 

 

디스크 브레이크와 드럼 브레이크 효과의 차이

고성능 승용차의 브레이크로서는 드럼브레이크가 디스크브레이크보다 나은것은 아니다. 디스크브레이크나, 드럼브레이크 모두 회전하고 있는 것은 마찰력으로 억제하여 운동에너지를 마찰(열에너지)로 변화시켜 자동차를 감속시켜 주지만, 연속적으로 브레이크를 밟으면 패드와 슈의 표면이 열때문에 소착하여 제동력이 극단적으로 떨어지는 경우가 있다. (이것을 페이드 현상이라 부름)

드럼브레이크는 브레이크규가 드럼내부에 부착되어 있기 때문에 이 열이 대기중으로 빠져나가는 것이 쉽지 않다.
반면 디스크브레이크는 디스크와 패드가 모두 대기중에 노출되어 있기 때문에 주행풍에 의해 냉각되므로 안정된 제동력을 얻을 수 있다.

 

 

브레이크 조작기구

유압식 브레이크이 조작기구는 페달, 마스터실린더, 제동배력장치, 오일배관등으로 구성되어 있다.
마스터실린더는 마치 주사기와 같은 것으로 페달을 밟으면 오일을 압축하는 기능을 가지고 있다.
제동배력장치는 그림과 같은 모양을 가지고 있으며 페달과 마스터실린더사이에 설치되어 있다.
디스크브레이크는 드럼브레이크와 같은 큰 서보 효과를 발생하는 구조로는 되어 있지 않다.
그때문에 패드를 눌러주는 오일의 압력을 가능한 크게 하는 것이 필요하다.
부압식 제동배력장치는 엔진 또는 진공펌프에서 발생하는 부압과 대기압의 압력차이를 이용하여 강력한 힘으로 마스터실린더의 피스톤을 누름으로써 브레이크측의 실린더내에 큰 압력을 발생시키는 장치이다.

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브레이크페달을 밟으면 피스톤은 스프링의 장력에 의해 앞으로 이동한다. 그러면 리저브탱크로부터 오일통로가 차단되어 실린더내의 오일 압력이 올라가며, 따라서 브레이크 유압도 올라간다.
또한 페달에서 발을 떼면 스프링 힘에 의해 원래 상태로 복원된다.
한편 부스터는 엔진의 흡입관과 통하게 되어 있어 피스톤이 하강할때 생기는 흡입압력을 이용하여 유압을 높여주므로써 제동력을 키워준다.
이때문에 브레이크를 가볍게 밟더라도 큰 제동력을 얻는것이 가능하다.

 

 

브레이크에 발생하는 문제는?

신차를 구입했을 때 발생 가능성이 있는 문제점으로 브레이크소음이 있다.
회전하고 있는 디스크와 드럼을 마찰에 의해 정지시켜주기 때문에 마치 흑판을 분필로 긁을때 "킥"하고 나는 소리와 같이, 어느정도의 소음은 많든 적든간에 어떤차에서도 난다.
또한 샤시와 차체부품이 그 소음을 확대하기 용이한지 아닌지를 결정해주고 있다. 브레이크 소음을 줄이기 위한 방지용 씰의 장차과 오일(그리스)이 시판되고 있지만 근본적인 해결책은 현재로서는 없다.

특히 FF타입의 큰 배기량차가 증가함에 따라 중량이 많이 걸리는 전륜브레이크의 소음은 커지고 있다.

엔진브레이크효과가 없는 자동변속기차량의 경우는 그 소음이 현저하며, 패드가 빨리 마모될 뿐만 아니라 긴 언덕길을 내려오면 앞에서 언급한 바와 같이 페이드현상이 발생하는 경우가 있다.
페이드 현상이 발생하면 아무리 강하게 브레이크를 밟더라도 차량속도는 전혀 감속되지 않는다.
브레이크효과가 나쁘며, 타는 냄새가 날때에는 차를 정지시킨후 브레이크를 약간 냉각시키는 것이 필요하다.

 

 







 

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