자동차 제동장치에 대하여(brake system)

안녕하세요 고릴라의 자동차 이야기 입니다.

오늘은 자동차에 있어서 주행을 하는것도 중요

하지만 주행보다도 브레이크를 잡아 제동하는

것이 중요합니다.

자동차의 구조에 있어서 자동차의 안전에 중요한 

역할을 하기 위해서는 엔진과 조향장치 그리고 

제동장치를들을수 있습니다.

자그럼 자동차 제동장치(brake system)에 

대하여 알아보겠습니다.

제동장치는 자동차가 주행중에 자동차를 정지

하거나 또는 감속을 하고 자동차의 정지상태를

유지하기 위해서 아주 중요한 장치입니다.

자동차의 브레이크는 크게 두가지로 나눌수 있습니다.

주행중에 사용하는 주브레이크와 자동차를 주차하고

나서 시동이꺼진 상태에서 언덕길이나 내리막길등에

주차하였을때 사용하는 파킹브레이크(parking brake)

가 있습니다. 주브레이크는 자동차가 주행중이거나 서

행을 할경우 운전자가 발로 밟아서 조작하는 브레이크

를  말합니다. 흔히 풋브레이크라고 합니다.

주차브레이크는 주차를하고나서 손으로 브레이크를 조

작을 합니다. 손으로 조작을 하기 때문에 핸드브레이크

라고 합니다. 요즘에 파킹브레이크는 운적석 모서리 쫏

에 발을 이용하여 잡그는식이나 ECU의 의해서 자동으

로 주차시에 잠기고 주행을 하면 자동으로 파킬브레이

크가 풀리는 시스템으로 바뀌고 있는 추세입니다.

브레이크의 작동은 브레이크라이닝을 이용하여 브레이

크의 라이닝과 디스크와 드럼의 마찰에 의하여 제동을

하게 됩니다. 브레이크의 에서 꼭 갖추어야할 구비조건

은 브레이크는 작동이 확실하여야하며 브레이크를 작동

시 제동이 잘되어야합니다.또한 브레이크이크가 쉽게고

장이 나지 않게 내구성이 좋아야하며 오래쓸수 있어야

합니다.이상발생시 브레이크를 점검하는것과 수리가 쉽

도록 되어야합니다.

*브레이크의 작동방법분류

브레이크는 작동방법에 따라서 분류됩니다. 

기계식브레이크(mechanical brake),공기브레이크(air

 brake),유압식브레이크(hydraulic brake),배기브레이크

(exhaust brake)로 분류됩니다.

*기계식브레이크(mechanical brake)는 자동차를 정지

하거나감속을 시킬경우 로드나 케이블을 이용하여 브레

이크의 드럼이나 브레이크슈를 압착하여 제동하는

 방식입니다. 

기계식 브레이크 방식을 많이 사용하지 않습니다.

 기계식 브레이크 방식은 자전거에서 많이 사용합니다.

*유압식 브레이크(hydraulic brake)는 브레이크의 작동을 

유압을 이용하여 작동하는 방식입니다. 유압식 브레이크는 

파스칼의 원리를 이용한 방식입니다.

(파스칼의 원리란:우리가 일상생활에서 볼수 있는 주사기

의 원리라고 생각하시면 됩니다. 

파스칼의 원리는 밀폐된 용기안에 액체를 가득체우고 

용기안에 힘을 가하면 용기내에 가해지는 압력은 어느

곳이든 압력이똑같이 작용합니다.이를 파스칼의 원리

라고합니다.)

유압식브레이크는 브레이크를 밟으면 유압이 

발생합니다.

유압브레이크는 유압실린더->마스터실린더->브레이크

파이프->플렉시블브레이크호스->유입휠실린더->브레

이크라이닝으로브레이크유압오일의 흐름입니다.

유압식 브레이크의 장점은 각 바퀴에 전해지는 유압의 

압력이 동일하게 전달됩니다.

브레이크페달의 밟는 깊이가 작아도 브레이크가 잘잡힙

니다.각바퀴의 제동력의 전달이 빠릅니다.유압을

이용하기 때문에 마찰의 의한 손실이 적습니다.

유압식브레이크의 단점은 유압으로 브레이크를 작동하기

 때문에 유압회로가 파손되면 제동능력을 상실합니다.

유압회로내에 공기(베이퍼록)가 차는 현상이 일어나면 제동

능력이 떨어집니다.

*베이퍼록(vapor lock)현상이란:자동차의 브레이크호스라인

안에공기가 차는 현상을 베이퍼록현상이라합니다.

주행중 제동시 각 바퀴에는 드럼과라이닝의 마찰의 의해 

제동을 합니다. 이때 마찰면의 열이 400~500도의 열이 발생

합니다.

이렇게 발생한 열에 의해서 브레이크쪽에서 열이 발생하여

브레이크호스 라인에 기체화 되어 공기가 브레이크라인에 

생기게 됩니다. 

이렇게 되면 브레이크를 밟아도 브레이크가 듣지 않게 

됩니다. 이를 스폰지 현상이라고도 합니다.

베이퍼록의 원인은 대관령같은 긴내리막길에서의 잦은 

브레이크 사용과 브레이크오일을 오래 사용하여 변질이

 되었을때브레이크와 드럼의 오랜 마찰에 의하여 열이 발

생하게되어 마찰력이 감소하게 됩니다.이렇게 되면 주행

시 브레이크를 잡아도 자동차가 밀리게 됩니다.이러한

현상을 페이드(FADE)현상이라고 합니다.

*공기브레이크(air brake)는 압축공기의 압력을 이용하

여 모든바퀴의 브레이크슈나드럼을 압착시켜 제동을

하는 방식입니다. 공기의 압력은 대략5~7kg/cm2

입니다.

*엔진브레이크는 자동차가 고속주행중 엔진의 출력을 

이용하여 고단기어에서 저단기어로 변환하면서 엔진

회전수의 저항력을 이용하여 속도를 줄이는 방법입니다.

*배기브레이크는 주행중 엔진에서 배출되는 배기다기관

에배기가스 차단밸브를 장착하여 배기가스가 배출되는 

것을개,폐하여 속도를 줄이는 방식입니다. 

배기브레이크는 대형트럭이나 버스에 많이 사용됩니다.

*브레이크 조작방식에 따라 풋브레이크는 운전중에 

운전자가 브레이크를 밟아 자동차를 정지시키거나

 감속을 시킵니다. 

풋브레이크는 디스크브레이크(disc brake)와 드럼브레이

크(drum brake)방식을 사용합니다. 주로 승용차에서 앞

바퀴의 경우에는 디스크브레이크를 사용하고 뒷바퀴에는 

드럼식브레이크를 사용하였습니다. 

하지만 근래에는 앞,뒤바퀴 모두디스크브레이크를 

사용하고 있습니다. 디스크브레이크는 드럼식브레이크

휠실린더가 브레이크드럼 안쪽에 있어 제동력은 좋지만

휠실린더가 열을 많이 받는 구조로 되어 있어 베이퍼록

현상이 디스크브레이크에 비해 베이퍼록현상이 많이

일어납니다. 하지만 디스크브레이크는 캘리퍼에 부착되

어 있어 제동시 드럼브레이크보다 열방출이 좀더 잘되어

페이퍼록현상이 드럼브레이크에 비하여 적게 일어 

납니다.

제동력이 드럼 브레이크에 비해 제동력이 적어서 대안

으로디스크브레이크에 휠실린더를 더 추가하여 제동력을 

키워서 요즘 승용차나 SUV자동차에서 모두 디스크브레이

크를사용하고 있습니다.

 드럼브레이크는 소형화물자동차나 대형 화물차와 버스

에서 사용하고 있습니다.

*브레이크 제동력 배분

브레이크의 제동력배분은 앞바퀴쪽과 뒷바퀴쪽을 각각 독립

되어있는 분배식과 앞바퀴하나와 뒷바퀴하나씩 연결한X자형

연결방식이 있습니다.

독립분배식은 앞바퀴쪽의 제동장치가 고장이 났을경우 귓바

퀴로 제동할수 있게

 만든구조입니다. 독립분배식의 제동력

배분은 앞바퀴가 70%이고 뒷바퀴가 30%입니다.

X형배관식 브레이크형식의 제동력배분은 앞바퀴50%

뒷바퀴 50% 입니다.

요즘 승용차는 독립분배식을 주로 사용합니다.

독립분배식을 사용해서 대부분의 브레이크패드의

교환주기는 앞바퀴의브레이크패드를2번교환할경우

뒷바퀴를 1번 교환해 주는 시기가 됩니다.

*브레이크오일의 조건으로는

고무부품에 적당한 윤활성이 있어야 합니다.

브레이크오일에는 알콜이 첨가되어 있습니다.

브레이크의 오일의 점도가 떨어지면 윤활작용이 

잘 안됩니다.브레이크의 오일의 점성이 적당하여야

하고 온도에 의한 변화가 적어야합니다.

특히 금속이나 고무부품을 부식시키지 않으며 빙점

이 낮고 비점이 높아야 합니다.

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