브레이크 시스템에 대한 대략적인 구조를 살펴보겠습니다.
아래는 인터넷에서 흔히 볼수 있는 브레이크 시스템의 대략적인 구조입니다, 요즘은 많이 사라지고 있지만, 후륜이 드럼브레이크인 차량을 예시로 그리고 있습니다.
아래는 브레이크 패달의 지렛대 원리에 의한 배압을 나타내고 있습니다.
대부분의 승용 차량은 아래 그림 같은 지렛대 원리에 의해 대략 밟는 힘의 5배 정도의 힘을 앞에 보시는 원형통(진공백)으로 전달합니다.
브레이크 패달앞의 원통(진공백)은 엔진의 진공압(가솔린차량) 또는 진공펌프(디젤차량)에 의해 평소에 통속을 진공으로 만들어 놓습니다. 이 진공의 역압을 이용해서 다시 배압을 가합니다.
이 진공압은 F1 같은 경우는 1배(진공압이 없습니다), 과거의 포르쉐는 2배(몇년전 부터 3배압, 지금은 모름), 일반차량은 6~10 배 정도됩니다.
따라서 브레이크 패달의 지렛대 원리에 의한 5배의 힘이 진공압으로 다시 6~10 배 가압되어(대략 40배 정도) 원통앞의 브레이크 마스터 실린더로 힘이 옮겨갑니다.
아래 사진에는 원통형의 진동백과 마스트 실린더가 보이고 있습니다.
아래 보이는 주철 파이프 같은 것이 마스터 실린더 입니다.
밟는 힘의 대략 40배 정도의 엄청난 힘이 이 마스터실린더를 밀어줍니다
이 마스터실린더 내부는 철로된 주사기 처럼 되어 있습니다.
한마디로 말해 큰 힘으로 쇠로된 주사기로 브레이크 액이라는 유압액을 마스트실리더에 연결된(아래 사진에 보이는) 가느다란 파이프로 각 바퀴에 유압을 보내주는 겁니다.
이렇게 처음 밟는 힘의 40배로 강해진 유압은 아래 사진 처럼 거대한 빨래집게 같이 생긴 캘리퍼로 보내집니다.
이 캘리퍼는 물론 회전하고 있는 브레이크 디스크를 집어서 못 돌게 하고, 따라서 차는 멈추게 됩니다.
이 캘리퍼에서도 또 다시 가압이 됩니다.
파스칼의 원리에 의해, 브레이크 마스터 실린더의 지름보다, 캘리퍼 내부의 피스톤의 지름이 크기 때문에 그 만큼 또 가압됩니다.
예를 들면 마스터실린더의 단면적보다 피스톤의 단면적이 2.5 배 더 크다면, 이전에 전해진 밟는 힘의 40배는 40 X 2.5 = 100 ,,,,100 배로 가압됩니다.
아래 사진이 바로 이 캘리퍼 내부의 피스톤의 내경을 보여주고 있습니다 (피스톤이 두개인 캘리퍼의 예 입니다).
결국 50KG 의 힘으로 브레이크 패달을 밝았다면
브레이크 패달 지렛대에 의해 5배 = 250 KG
다시 진공백에 의해 8배 = 2,000 KG
다시 캘리퍼피스톤과 진공백 앞의 마스터실린더 단면적 차이에 의해 2.5 배 = 5,000 KG
결국 사람은 50 KG의 힘으로 밟았지만, 캘리퍼는 5톤의 힘으로 디스크를 물고 늘어져서 차를 멈추는 샘이지요.
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| 위에까지 유압식 브레이크 작동 원리에 대한 내용입니다. (일반 승용차에 장착되어있음) 어떤 글에서 ECU 가 고장 나면 브레이크가 작동 되지 않는 다는 댓글을 봤습니다. ECU가 고장나 ABS 모듈이 정상 작동 되지 않는다면. 시동이 걸려있다면 일반 브레이크 처럼 작동이됩니다. ABS 고장이 발생시 FAIL SAFE기능이 작동하여 일반 브레이크 처럼 사용할수있게 설계가 되어있습니다. ABS 미장착 차량이라면 완전 기계식 작동입니다. 전자제어로인한 제동 불능이 이루어지긴 어렵다고 생각됩니다. 시동이 꺼지면 진공이 발생되지 않아 어려번 브레이크 작동시 딱딱해지는 느낌이 나실겁니다. 우선적으로 이건 제가 지금까지 공부했던 내용입니다. 물론 틀린부분도있을수있습니다. ABS 모듈이 나간 차량도 시운전 해본경험도 많고요. 일반적 브레이크 사용에는 문제가 없었어요. 현대차의 경우 브레이크 작동시 악셀이 안돼는 기능은. 브레이크 스위치에서 제어를 합니다.(벨로스터 DCT 기준) 브레이크 스위치에 컨넥터 제거시 스톨이 가능해짐. |
