브레이크 시스템 - 차에서 가장 중요한 것은 잘 서는 것!
자동차에서 제일 중요한 것은 안전입니다. 빠르게 달리고 목적지로 이동하는 것보다 더 중요한 건 탑승자의 안전이죠. 그러다 보니 차량에서 무엇보다 고장 나면 안 되는 것이 바로 브레이크입니다. 이번 글에선 브레이크 시스템에 대해서 간단하게만 알아보려고 하는데요. 통합적으로 브레이크에 대해 알아야 브레이크 부품들도 알기 쉽기에 한번 알아보고 가도록 하겠습니다.
목차
- 브레이크
- 브레이크의 기능
- 브레이크의 종류
- 브레이크의 고장 증상
- 브레이크의 수리 비용
- 마치며
브레이크
브레이크는 다들 아실 겁니다. 차량을 제어하고, 정치시키는 장치죠. 이 브레이크는 다양한 부품들의 조합으로 하나의 시스템으로 움직입니다.
보통 유압식의 경우 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 액이 압력으로 변하여 디스크에 브레이크 패드를 를 눌러서 그 마찰을 이용하여 차량을 감속시키는 장치입니다.
브레이크의 기능
- 차량 정지 - 가장 주요한 기능이죠. 차량을 멈춥니다.
- 속도 제어 - 급가속, 고속 주행시 속도를 제어합니다.
- 비상 상황 대응 - 긴급 제동, 급정거 등 비상 상황에 대응할 수 있도록 제동력을 제공하죠.
- 안전성 확보 - 제동 시스템의 성능이 차량의 사고를 줄이는 가장 좋은 방법입니다.
브레이크의 종류
브레이크의 중요성은 아무리 강조해도 모자릅니다. 사실 차량에서 운전자가 조절할 수 있는 건 방향과 속도죠. 그 속도를 조절하는 장치는 엑셀이 아니라 브레이크입니다. 엑셀은 속도를 높일 수 있지만 낮출 수 없죠. 그렇기 때문에 속도의 조절 영역은 온전히 브레이크의 몫이죠. 그러다 보니 브레이크는 다양한 종류로 발전했는데요. 작동 방식에 따라 알아보겠습니다.
유압식 브레이크 (Hydraulic Brake)
- 가장 일반적인 형태의 브레이크 시스템 입니다. 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 마스터 실린더에서 브레이크 액에 압력이 가해지고, 이 압력이 브레이크 라인을 통해 각 바퀴의 캘리퍼나 휠 실린더로 전달되어 브레이크 패드나 슈를 디스크 또는 드럼에 밀착시켜 그 마찰로 제동력을 얻는 방식입니다.
- 비교적 구조가 간단하고 작동이 안정적입니다.
- 다만 유압라인에 문제가 발생하면 제동력이 급격히 저하되며, ABS나 ESC와 같은 전자 제어 시스템과 통합하기 위해 별도의 부품이 필요합니다.
- 대부분 일상적인 차에서 가장 많이 사용하는 방식으로 디스크 브레이크와, 드럼 브레이크가 유압식에 속합니다.
- 디스크 브레이크 - 바퀴와 함께 회전하는 금속판(디스크)를 캘리퍼 내부의 패드가 압착하여 바퀴를 정지시키는 장치
- 운전자가 페달 밟음 → 마스터 실린더에서 유압 생성 → 브레이크 라인을 통해 캘리퍼로 전달 → 캘리퍼 내부의 피스톤이 유압에 의해 밀려 나오면서 브레이크 패드를 디스크 로터의 양쪽 면에 강하게 압착 → 브레이크 패드와 회전하는 디스크 로터 사이의 마찰력이 발생 → 정지
- 드럼 브레이크 - 바퀴와 함께 회전하는 원통형 금속 인 드럼안에 브레이크 슈와 휠 실린더가 바퀴를 정지시키는 장치
- 운전자가 페달을 밟음 → 마스터 실린더에서 유압 생성 → 휠 실린더로 유압 전달 → 휠 실린더 내부 피스톤이 브레이크 슈를 밖으로 밀어냄 → 브레이크 슈 마찰재가 회전하는 드럼의 안쪽 면에 밀착되면서 마찰력 발생 → 정지
기계식 브레이크 (Mechanical Brake)
- 케이블이나 로드 등의 기계적인 연결로 제동력을 전달하는 방식입니다. 주로 주차 브레이크에 사용됩니다.
- 구조가 간단해서 유지 보수가 용이하며, 유압 시스템과 무관하게 작동이 가능하죠.
- 다만 제동력이 약하고 정밀하지 못하기 때문에 메인 브레이크로 사용할 수 없습니다.
공기압 브레이크 (Air Brake)
- 유압 대신 공기를 사용하는 브레이크 입니다. 다만 유체는 압축될 수 없지만 공기는 압축될 수 있어서 압축된 공기를 사용해야 합니다. 압축된 공기로 제동력을 발생시키는 장치입니다. 주로 대형 트럭, 버스, 기차등 무거운 차량에 사용됩니다.
- 강력한 제동력을 얻을 수 있고, 고장시에도 안전을 확보할 수 있는 기능이 포함되어 있습니다.
- 시스템이 복잡하고 공기를 압축해야해서 별도의 장치가 필요합니다. 그리고 작동 시 소음이 크다는 단점이 있죠.
전자식 브레이크 (Electric Brake)
- 브레이크 바이 와이어 (Brake-by-Wire) - 운전자의 브레이크 페달 조작을 전기 신호로 변환하여 제동력을 제어하는 시스템입니다. 유압 라인을 없애거나 최소화할 수 있습니다.
- 전자 파킹 브레이크 (Electronic Parking Brake, EPB) - 전기 모터를 이용하여 주차 브레이크를 작동시키는 시스템입니다. 버튼이나 스위치 조작으로 편리하게 주차 브레이크를 걸고 해제할 수 있습니다.
- 이러한 전자식 브레이크 들은 정밀한 제어가 가능하고 응답성이 빠르며, ABS와 ESC와의 통합이 쉽습니다. 또 설계 자유도가 증가하는 등의 장점이 있습니다.
- 다만 시스템이 복잡하고 전원 공급에 의존적이며 비쌉니다.
회생 제동 (Regenerative Braking)
- 전기차나 하이브리드 차량에 사용되는 방식입니다. 감속 시 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리를 충전하는 동시에 제동력을 얻는 방식입니다.
- 에너지 효율을 높이고 브레이크 패드와 디스크의 마모를 줄일 수 있습니다.
- 제동력이 일반적인 마찰 브레이크 만큼 강력하지 않을 수도 있고, 완전한 정차를 위해선 마찰 브레이크와 함께 사용해야 합니다.
브레이크의 고장 증상
- 소음 - 브레이크를 밟을때 금속성 소리가 들림
- 진동 - 브레이크를 밟을 때 핸들이 떨리거나 차량이 떨림
- 제동 성능 저하 - 브레이크 페달이 너무 낮거나, 반응이 느림, 차량이 멈추지 않거나 브레이크 반응이 느림
- 브레이크 경고등 점등 - 브레이크 시스템에 문제가 있을 경우 경고등이 켜짐
- 페달이 너무 무겁거나, 너무 가벼움
브레이크의 수리 비용
| 고장 증상 | 예상 원인 | 수리 방법 | 수리 비용 |
| 브레이크 소음 발생 | 브레이크 패드 마모 | 브레이크 패드 교체 | 10만 ~ 30만 |
| 제동 성능 저하 | 브레이크 패드 마모 또는 디스크 변형 | 패드 교체, 디스크 평탄화 | 20만 ~ 50만 |
| 브레이크 진동 발생 | 디스크 휘어짐, 패드 불균형 | 디스크 평탄화 또는 교체, 패드 교체 | 30만 ~ 70만 |
| 경고등 점등 | 브레이크 시스템 경고 센서 문제 | 센서 점검 및 교체 | 15만 ~ 40만 |
국산차 기준 대략적인 금액입니다.
마치며
브레이크는 안전에 직결되는 장비이니 만큼 알아 둘 수록 좋은데요. 그러기 위해서 가장 먼저 통합적으로 브레이크 시스템 전반의 기능에 대해서 알아보았습니다. 다음 글에선 패드나 디스크 같은 브레이크의 핵심 부품들에 대해서 알아보는 시간을 가져보려고 합니다. 브레이크의 부품들도 많이 봐주세요!
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