[스크랩]잘 달리는 것보다 멈추는 것이 중요하다.

'차량은 달리는 것보다 멈추는 것이 중요하다' 이 사실을 모르는 오너는 흔치않을 겁니다. 하지만 대부분의 튜너들은 달리는 것이 먼저이고 서는 것이 다음입니다."내차는 최고속이 270km야, 내차는 제로백이 6.2초야, 내차는 코너에서 엄청빨라" 이런 말은 많이 들어봤어도 "내차는 완전 잘서, 내차는 브레이크가 정말잘들어"라는 말을 하는 오너는 많지 않습니다.  

사실상 서킷이나 공도에서 당장 눈앞에 보이는 가속력과 최고속이 빠른 랩타임의 전부라 생각하시는 분들도 계십니다. 하지만 제대로 서지 못한다는것은 랩타임이 빠르고 느리고를 떠나서 본인 그리고 타인의 안전과 생명에 직접적인 영향을 끼친다는 점에서 브레이크 튜닝은 엔진의 출력을 올리는 튜닝보다 더욱 중요합니다.  

 

오늘은 자동차의 브레이크 시스템 및 애프터마켓 튜닝 파츠를 통해 브레이크의 기능과 성능향상에 대해 이야기 해 보도록 하겠습니다.

자동차 컬럼이나 튜닝정보 사이트에서조차 어렵게 표현하고있는 부분을 자동차에 관심이 없는분들이나 초보자의 입장에서도 쉽게 이해할 수 있도록 최대한 쉽게 기술해 나가도록 하겠습니다.

 

(손가락 클릭이 블로거를 춤추게 합니다)

 

브레이크의 종류

일반적으로 자동차의 제동장치는 디스크 브레이크[disk brake]와 드럼 브레이크[drum brake]로 크게 두 종류로 나뉩니다.

디스크 브레이크의 장점은 방열성이 좋아 패이드현상이 적으며 브레이크 패드의 마모가 빠르지만 교환이 편리합니다. 외부에 노출되어있어 브레이크 패드의 분진가루가 자연적으로 배출되는 반면 외부의 환경에따라 손상또는 성능의 저하가 발생할수있습니다.(빗물에 젖게되면 디스크와 패드의 마찰계수가 감소) 단점으로 드럼디스크에 비해 단가가 비싼편이며 브레이크 패드의 분진으로 인해 휠이 쉽게 오염될 수 있습니다.

드럼 브레이크의 장점은 단가가 저렴하고 브레이크 패드의 분진으로 인한 오염이 적지만 자가청소기능이 없어 주기적으로 청소를 필요로 하며, 브레이크 패드가 주행풍을 받지 못하므로 방열성이 떨어짐에 따라 패이드 현상의 발생이 높으며 라이닝(브레이크 패드)의 마찰계수에 따라 제동력이 민감하게 변하고 편제동 현상이 발생할 수 있는 단점이 있다.

 

 

 

왼쪽 : 디스크 브레이크는 외부에 노출 되어있음.

오른쪽 : 드럼 브레이크는 드럼안에 제동시스템이 존재함으로 외부에 노출되지 않음.

 

 

윗글에 주구장창하게 설명했지만 아주 간단히 설명드리면 방열성이 좋은 디스크 브레이크가 더 좋습니다.  

디스크 브레이크는 드럼 브레이크에 비해 단가가 비싸기 때문에 제동력이 집중되는 앞쪽(앞바퀴) 브레이크는 디스크 브레이크를 사용하고 비교적 브레이크 비중이 적은 뒤쪽(뒷바퀴) 브레이크는 드럼 브레이크를 사용하는데요 요즘 양산되는 자동차의 경우 대부분 앞뒤 모두 디스크 브레이크를 적용하고있습니다.(국내 판매되는 몇몇 차량의 경우 같은 차량이라고 해도 차량등급에 따라 앞쪽에만 디스크 브레이크를 적용하기도 합니다)  

대부분의 차량은 7:3의 브레이크 비율을 가집니다. 프론트7, 리어3 

 

 

 

디스크브레이크의 모습입니다.

(디스크가 외부에 노출되어있어 방열 성능이 우수함)

 

 

 

 

드럼브레이크의 모습입니다.

(드럼 내에 브레이크 시스템이 들어있으므로 방열성능이 떨어짐) 

 

 

브레이크 디스크 로터의 종류

길거리에 지나다니는 차량을 보면 우리가 알고있는 일반적인 디스크의 모양이 아닌 여러종류의 디스크를 볼 수 있는데요, 디스크의 생김새에 따라 향상된 기능을 발휘합니다. 브레이크 디스크의 종류는 모양에따라 일반디스크, 사선디스크, 타공디스크, 사선타공 디스크 이렇게 크게 4가지로 나눌수있는데요 디스크별로 어떠한 차이가 있는지 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 

일반디스크 = 제조 단가가 저렴하고 가장많은 양산차량에 장착됨.

사선디스크 = 디스크 로터에 사선으로 된 홈을 만듬으로써 브레이크 패드에서 발생하는 분진을 빠르게 외부로 분출.

타공디스크 = 디스크 로터에 동그란 구멍을 냄으로써 디스크 로터의 방열 성능을 높임.

사선타공디스크 = 사선과 타공의 장점을 모두 가지고있는 디스크 로터.

 

일반적인 양산차에 적용되는것은 일반 디스크로터인데요 이는 제조 단가가 낮고 디스크 변형과 같은 내구성에 유리하기 때문입니다.  

브레이크 성능만 볼때는 사선타공 디스크가 제일 좋은 성능을 발휘하지만 일반 디스크에 비해 밀도가 떨어짐으로 크랙발생이나 패드의 마모가 빠르다는 단점이 있습니다. 하지만 브레이크는 생명과 직결되는 부분이기때문에 유지비용 보다는 안전을 위해 브레이크를 튜닝하는 오너가 점차 많아지고 있는 추세입니다.  

 

디스크를 교체할때에는 모양이외에도 디스크의 크기가 중요합니다. 그 이유는 지랫대 원리를 생각하시면 이해가 빠르실텐데요, 캘러퍼가 같은 힘으로 디스크를 잡는다고 가정할때 디스크의 외형이 커지면 커질수록 적은 힘으로도 제동이 가능해 지기 때문입니다. 

 

 

 

디스크에 발생한 크랙

 

 

 

디스크(로터)는 어떻게 만들어 질까?

디스크의 경우는 크게 3가지로 나뉩니다. 접합식 주물 디스크, 통 주물 디스크, 2Piece 디스크.

이제까지 설명이 조금 어려웠지요? 간단히 설명드리면 주물 디스크는 브레이크 디스크 양면을 이어 붙이는 접합식 디스크이며 통주물 디스크는 브레이크 디스크의 앞뒤가 통주물(일체형)으로 되어있습니다. 그리고 2Piece 디스크 브레이크는 말그대로 브레이크 디스크가 두조각으로 되어있는대요, 브레이크 디스크가 커지게 되면 현가하질량 증가에 따라 로드홀딩에 불리하게 되므로 경량화를 시도하기 위해 만들어진 제품입니다.

자~~ 그래서 결론이뭐냐 하면.. 다들 예상하셨겠지만 2Piece 디스크가 좋아요!! 하지만 비싸요..ㅠㅠ 일반적인 스트리트 주행이라면 통주물 디스크 만으로도 충분히 만족하실테구요 브레이킹의 성능이 렙타입에 중요한 부분을 차지하는 서킷주행 차량이나 경기용 차량에는 2Piece 디스크가 좋겠죠?  사실 공도용 차량에도 2Piece 디스크를 적용하면 좋겠지만 제일큰 단점인 가격이 비싸다는 거지요..-_-;; 

접합식 주물디스크와 통주물 디스크의 차이를 보여주는 사진입니다. 

 

2Piece 디스크의 경우 패드 마찰면은 강하고 무거운반면, 차량 결속부위는 강하고 가볍게 만듬으로해서

디스크의 무게를 가볍게 줄일 수 있습니다.

 

 

 

디스크 로터에는 방향성이 있다?

브레이크 로터 방향을 거꾸로 끼우는일이 종종 있습니다. 애프터마켓용 디스크 로터의 경우 대부분의 제품들은 방열성능 향상을 위한 방향성이 있습니다. 거꾸로 끼우게되면 이러한 방열 성능을 제대로 활용하지 못하게 되고 이는 곧 제동성능 저하는 물론 로터파손이나 크랙으로 이어지기도 합니다. 디스크로터는 사선이나 타공 방향만으로 로터 방향을 결정하는게 아닙니다. 디스크로터는 방열을위해 공기가 안에서 바깥으로 빠지는구조 이기때문에 로터안쪽의 벤튜레이터(curved vane) 방향을 확인하시고 장착하시길 바랍니다.

 

디스크로터 안쪽은 발생한 열을 밖으로 빨리 방출시킬수 있는 구조로 되어있습니다.

 

 

디스크로터의 올바른 장착방법은 사선모양이 아닌 벤트의 모양에 따라 

디스크의 방향을 결정해야합니다.

 

 

단!! 모든 디스크 로터가 방향성이 있는것은 아닙니다.

왼쪽 디스크 로터의 경우 Vanes 모양에 맞춰 장착해야하고

오른쪽 디스크 로터의 경우 좌우 어느쪽이든 방향성에 상관없이 장착이 가능합니다.

대부분의 애프터 마켓 제품의 경우 Vanes의 방향성이 있고 순정의 경우 방향성이 없는 경우가 많습니다.

 

피스톤 갯수에 따른 캘리퍼의 성능

"1P, 2P, 4P 라고하는데... 이게 무슨말인가요? " 아마도 브레이크 튜닝이나 업그레이드를 위해 브레이크 관련 검색을 해본 오너라면 공감하는 부분일겁니다. 아주 간단히 말씀드리면 앞의 숫자는 피스톤의 갯수이고, 뒤의 'P'는 알파벳 Piston 의 약자입니다.  

4P 캘리퍼 라는 말은 캘리퍼에 피스톤이 4개 들어가 있다는 뜻입니다. '오잉? 피스톤이 엔진에만 들어가는게 아니고 브레이크에도 들어가는가?'라고 생각하실 수 있습니다.  

캘리퍼는 패드를 밀어주어 디스크와 마찰력이 발생할수있도록하는 유압장치 인데요. 이때 실질적으로 패드를 밀어주는 녀석이 피스톤(Piston) 입니다. 패드를 밀어주는 녀석이 많을수록 마찰력이 강해지겠지요? 그래서 통상적으로 가장 많이하는 브레이크 업그레이드 중의 하나가 더 많은 피스톤을 가지고있는 캘리퍼로의 교체 입니다. 

일반적인 양산차량의 경우 대부분 2Piston 을 사용하며 중형차 이하의 차량은 1Piston 캘리퍼를 사용하기도 합니다. 그리고 슈퍼카와 같은 고성능의 차량들은 잘달리만큼 잘서야 한다는 철학을 몸소 실천하고 있으며 6P, 8P 같은 브레이크를 순정으로 달고 나오기도 합니다.(우리끼리 속된말로 '발냄새만 맡아도 선다' 라는 표현을 하지요..-_-;; )

 

 

캘리퍼에 피스톤이 1개 들어가있는 1P 캘리퍼 입니다.

파란색으로 표시된 부분이 피스톤입니다.

 

 

 

 

캘리퍼에 피스톤이 2개 들어가있는 2P 캘리퍼 입니다.

빨간색으로 표기된 부분에 피스톤이 들어가있습니다.

 

 

 

 

캘리퍼에 피스톤이 4개 들어가있는 4P 캘리퍼 입니다.

빨간색으로 표기된 부분에 피스톤이 들어가있습니다.

 

 

 

 

2P 캘리퍼와 6P 캘리퍼의 비교사진입니다. 브레이크패드를 밀어주는 힘이 엄청 강하지겠지요?

쉬운예로 우리가 물건을 움켜 잡을때 손가락 2개로 잡는 것과 6개로 잡을때 어느쪽이 더 꽉 움켜질 수 있을까요? 

 

 

 

 

돌아가는 풀을 잡는다고 가정할때 두손가락으로 잡는 것 보다 여러 손가락을 이용하여 움켜잡는

악력이 휠씬 강하겠죠? 브레이크도 이런 원리라 생각하시면 편하실 것 같습니다.

※ 무조건 많은 갯수의 피스톤을 가지고있는 캘리퍼를 사용하기보다 앞,뒤 벨런스에 맞는 캘리퍼를 사용하시는게 좋습니다. 앞쪽만 너무 과하게 잡힌다거나 뒤쪽만 너무 과하게 잡히면 브레이킹시 차체를 제어하기 힘든 상황이 발생될 수도 있기 때문이죠.

 

 

브레이크 성능항샹을 위한 다른것들

위에 언급한 디스크로터, 캘리퍼 이외에 브레이크 성능을 향상시킬수 있는 아이템에는 브레이크 패드와, 브레이크 호스의 교체 입니다. 브레이크 패드는 디스크에 직접적인 마찰력을 발생시키기 때문에 패드의 교체만으로도 큰효과를 볼수있습니다. 브레이크 호스는 고무재질의 호스가 아닌 메쉬재질의 호스로 교환함으로써 브레이크 호스의 팽창에 의한 답력 손실을 줄일 수 있습니다.

 

 

 

 

브레이크 패드는 마찰재의 성분에따라 유기질 패드, 메탈릭 패드, 소결 패드로 나뉩니다.  

유기질 패드(주재료 석면)는 소음이 적고 저온에서 동작성이 우수며 디스크 공격성(패드가 디스크를 깍아 먹는 현상)이 약하지만 고온에서 성능이 떨어집니다. 일상적으로 일반적인 양산차량에 많이 사용됩니다. 메탈릭 패드(주재료 메탈)는 마모가 빠르고 소음과 분진이 많이 발생하며 디스크 공격성이 높고 저온에서 성능이 떨어지는 단점이 있지만 고온에서 꾸준한 제동성능를 보여주는 장점이 있어 고출력 튜닝차량이나 서킷을 주행하는 레이싱카에 주로 사용됩니다. 세라믹 패드(주재료 세라믹)는 고온 성능이 우수할뿐만 아니라 소음과 마모가 적고 분진또한 적게 배출되고 디스크의 공격성도 낮기때문에 순정차량에서 부터 레이싱용 차량까지 폭넓게 사용됩니다. 마지막으로 소결 패드(주재료 구리합금 분말)는 제동력을 발휘하기 위한 Warm-up 이 거의 필요없고 저온에서 고온까지 넓은 구간에서 고른 성능을 보여주며 가혹한 사용에도 Fade 현상이 발생되지 않습니다. 또한 재료가 반 다공질 이기때문에 비,눈,진흙과 같은 어떠한 주행조건에서도 일정한 성능을 보여줍니다. 하지만 패드 재료가 대부분 금속이기 때문에 디스크 공격성이 강하며 소음이 많이 발생하고 재료와 공정의 단가가 비싸기 때문에 위에 나열한 패드중에 가장 고가입니다. 통상적으로 자동차보다는 바이크에 많이 사용됩니다. 

※ 브래이크 패드는 종류를 떠나서 길들이기가 필수입니다. 브레이크 패드를 새로 교환하셨다면 속도를 내기전 충분한 길들이기후 가속하시기 바랍니다.

 

 

 

 

우리가 브레이크를 밟으면 진공부스터에서 1차로 힘을 증가시킨 다음 마스터 실린더에서 유압을 발생시키고 이때 발생된 유압은 브레이크 호스를 거쳐 캘리퍼를 작동시킵니다. 그리고 최종적으로 캘리퍼는 패드를 밀어서 디스크와 마찰을 이용해 제동을 하게 됩니다. 이 과정에서 고무재질로 된 브레이크 호스는 유압에 의해 팽창하게 되고 이로 인해서 답력의 손실이 일어납니다. 흔히들 말하는 튜닝용 브레이크 호스 즉 애프터마켓용 브레이크 호스는 팽창이 발생하지 않는 매쉬타입의 재질을 이용함으로써 브레이킹시에 일정한 답력을 갖도록 합니다.

 

 

브레이크는 열과의 싸움

차량이 제동을 할때에는 디스크로터와 패드의 마찰로 인해 엄청난 열이 발생합니다. 디스크와 패드가 뜨거워 질수록 브레이크 성능은 저하되기 마련이지요, 좀더 큰 디스크로터와 더 많은 갯수의 피스톤을 가지고있는 캘리퍼, 고무호스의 팽창으로 인한 손실까지 줄이겠다는 매쉬호스..하지만 가장 효율적이고 적은 비용으로 브레이크의 성능을 올려줄수있는 것이 바로 브레이크 덕트 입니다. 브레이크 시스템은 휠안쪽에 자리잡고 있기 때문에 직접적인 주행풍을 받기 어려운 곳에 위치하고있습니다. 여기에 간단한 브레이크 덕트를 설치함으로써 주행풍을 통해 브레이크 시스템의 방열 성능을 도와주는 것이지요.

 

 

 

 

 

이렇게 차량 하부에 브레이크 덕트를 만들어줌으로써 주행풍을 이용해 디스크로터를 식혀줍니다.

개인적인 생각으로는 브레이크 시스템 업그레이드 아이템중 가장 가성비가 좋은 아이템이 아닌가

하는 생각입니다.(리프트만 있다면 DIY도 가능하겠지만 브레이크관련 정비나 튜닝은 전문가에게

인스톨 받는걸 적극 권유합니다^^)

 

 

 

지금까지 브레이크 성능 향상을 위한 방법에 대해서 알아봤습니다. 외경이 큰 디스크 로터와 다피스톤의 캘리퍼를 사용하는 것도 효과적이지만 무엇보다 브레이크는 열과의 싸움입니다. 얼마나 열을 적게 발생시키고 발생시킨 열에 대해서 얼마나 빨리 방열이 가능한가가 가장큰 포인트 인것 같습니다. 솔직히 일반 차량에 큰돈을 들여 브레이크 시스템을 교체하는건 호불호가 많이 갈리는 부분이긴 합니다. 위에 말씀드렸듯 브레이크 튜닝은 자기 만족이 제일 큽니다. 브레이크 튜닝에 전제되는것이 어디까지나 안전을 위함 이니까요, 내차가 그렇게 빠르지 않아도 내차가 그렇고 비싼 차량이 아니어도 잘서고 잘 멈춘다는 건 그만큼 안전하다는 것 이니까요^^

 

 

알고있으면 유용한 브레이크 상식 (번외편)

포스팅을 마치기전 브레이크에 대한 유용한 팁들을 간단히 정리해봤습니다. 이미 알고계신분분도 있고 오늘 처음 알게된 부분도 있으실 겁니다. 알고계신분들은 복습하는 마음으로 처음 보신분들은 새기는? 마음으로 즐겁게 봐주시면 감사하겠습니다 ^ㅡ^/

 

 

 

 

 

 

위에 소개해 드린 브레이크 시스템 이외에 카본 디스크 로터라는 녀석도 있습니다. 보고만 있어도 아름다움이 느껴지는 브레이크 시스템이죠.. 저 큰휠을 꽉채울만큼 큰 브레이크 디스크 로터 그리고 6Piston의 캘리퍼!! 그런데 이렇게 큰 디스크 로터가 카본 이라는거죠!! 카본의 특성상 무게는 엄청 가벼운 반면 강성과 방열성능이 엄청 좋거든요 사실 돈만 있으면 뭔들 못하겠습니까만은 이런 브레이크는 모든 오너들의 로망아닐까요? 왠지 발냄새만 맡아도 그자리에서 서버릴것 같은 ...아니 마치 아스팔트위에 꽂혀버리기라도 할것같은...+_+

 

세차시에는 브레이크 디스크 로터에 찬물이 직접적으로 닿지 않도록 조심해야 합니다.

 

 

 

 

 

오늘 이야기하고 또 이야기한부분은 바로 브레이크는 뜨겁다 입니다. 특히 직접적인 마찰면인 브레이크 디스크 로터는 정말 엄청 뜨겁습니다. 가혹한 주행이 아닌 일반주행에서도 브레이크를 사용하지 않는 드라이빙은 없기 때문에 차름 움직였다는건 곧 디스크 로터가 뜨거워졌다는 것이지요, 이러한 사실을 잊은채 셀프세차나 손세차시에 찬물이 디스크로터에 직접적으로 닿는 경우가 많은데요, 고열의 디스크로터에 찬물이 닿는 순간...!! 어휴..ㅠㅠ 디스크로터의 변형에는 여러가지 이유가있지만 이렇게 세차시에 찬물에 노출되는 경우도 포함되는 것 같습니다.(세차하기전에 디스크로터를 충분히 식히고나서 물을뿌려주세요, 자동세차도 마찬가지입니다^^;;) 그리고 또한가지, 잦은 브레이킹을 필요료 하는 가혹한 주행중에는 완전정지 후 계속 브레이크 패달을 밟지 마시고 차량이 완전히 정지한 후에는 패달을 발에서 떼어 패드와 디스크가 고온인 상태로 계속 접촉하지 않게하는게 중요합니다. 이럴경우 저더현상이 발생하기 쉬우며 내열온도가 높은 패드를 사용하거나 브레이킹 습관을 조금만 바꿔주면 저더현상 없이 차량을 유지할 수 있습니다.

※저더현상 = 디스크로터 또는 패드의 변형으로 브레이킹시 핸들이 떨리는 현상

 

브레이크액의 점검 =  브레이크액은 수시로 점검하고 점검시에는 브레이크액의 양도 중요하지만 브레이크액 내의 수분함유율 체크가 중요합니다. 브레이크액에 수분이 많이 포함될수록 끓는점이 낮아지기 때문에 베이퍼록 현상이 발생하기 쉬우므로 브레이크액은 주기적으로 교환해주는게 좋습니다.

※베이퍼록현상[vaper lock] = 브레이크오일에 기포가 발생하여 브레이크가 제대로 작동하지 않는 현상.

 

 

이상 브레이크의 종류에서부터 업그레이드 제품까지 그리고 브레이크의 관리요령까지 알아봤습니다. 사실 쓰고싶은 내용는 좀더 많지만 스크롤이 너무 길어지는 것 같아 오늘은 여기까지 포스팅 하도록 하겠습니다. 개인적으로 아쉬운 부분은 브레이크 패드의 길들이기 부분에 대해 좀더 자세하게 포스팅하지 못한게 아쉬움으로 남습니다. 

 

산악인들이 산을 오를때에 정상까지 충분히 올라갈 힘이 있어도 올라가지 않는 이유가 있다고 합니다, 그 이유는 '지금있는 에너지를 전부 쏟아부어서 정상에 오를수는 있지만 다시 내려올 힘이 남아있지 않기 때문' 이라고 하는데요, 자동차도 마찬가지가 아닐까요? 아무리 가속력이 좋고 마력, 토크가 좋아도 정지 할 수 없다면 엑셀에서 발을 떼야 하니까요. 좀더 빨리, 좀더 오래 달리고 싶으신가요? 출력보다 중요한건 제동입니다! ^^

출처 : http://www.g-car.co.kr/storyG/storyboard_detail.do?board_id=STORY_COLUMN&seq_no=5398&storyg_type=0&showType=1