브레이크 원리! 유압 작동원리 등 다양한 종료와 방식들

 

안녕하세요! 오늘은 브레이크 원리를 한번 배워 봅시다! 자동차는 엄청난 힘으로 움직입니다. 엄청난 힘과 함께 엄청난 속도를 달리고 있는 자동차를 멈추기 위해서는 그에 맞는 엄청난 운동에너지를 써야 합니다.  브레이크는 기본적으로 로터와 마찰재의 마찰력으로 작동하는데요. 하지만 궁극적으로 보자면 타이어와 지면의 마찰력을 넘어서는 힘으로는 마찰 시킬 수 없기 때문에 브레이크의 힘은 타이어의 성능에도 좌우된다고 볼 수 있습니다.

 

 

초기의 브레이크 원리는 약한 힘을 강한 힘으로 하는 지렛대의 원리와 같았습니다. 마찰력을 발생시키면 운동에너지가 열에너지로 전환되어 설 수 있다는 것을 알았다면 이것을 손이나 발로 직접 누른다고 해서 과연 자동차고 멈추게 될까요? 초기의 브레이크는 큰 지렛대를 달아서 마찰재를 강력하게 누를 수 있도록 만들었습니다. 그러나 지렛대를 달아 누르는 힘을 키울 수는 있었지만 원하는 만큼의 힘을 내려면 지렛대가 그만큼 길어져야 하고 브레이크를 동작시키기 위해 상당히 긴 레버를 움직여야 했습니다. 급박한 상황에서는 효과적으로 제어하기가 어려웠죠.

 

 

지렛대를 이용한 기계식 브레이크에는 만들 수 있는 힘에 한계가 있습니다. 그래서 등장한 것이 유압식 브레이크입니다. 유압 브레이크의 작동원리는 액체를 용기 속에 밀폐하고 그 일부에 압력을 가했을 때, 액체를 점성이나 압축성을 무시한 완전한 액체라고 가정하면 압력은 모든 부분에 그대로 전달된다라는 점을 기본으로 하고 있습니다. 특정 부분에 힘을 가하면 그 힘과 같은 압력이 모든 표면에 고르게 가해진다는 것이죠.

 

 

브레이크 원리는 계속해서 발전해 왔습니다. 지렛대와 유압 장치를 통해 브레이크 패드를 누르는 힘을 몇십 배로 늘렸으나 브레이크로 동작시키는 데에는 여전히 많은 힘이 필요합니다. 게다가 차체가 큰 트럭은 같은 속도를 움직이더라도 더 많은 운동에너지가 들어가기 때문에 아무리 유압으로 증폭한다고 하더라도 사람의 힘에는 한계가 있습니다. 그래서 만들어진 것이 진공 배력 장치입니다. 엔진에서 자연히 발생하는 압력을 이용한 방법으로 구조가 간단하고 브레이크 페달 터치가 부드러워 대부분의 승용차에 적합한 방식이죠.

 

 

 

 

또한 브레이크 원리를 더욱 효율적으로 하기 위해 드럼과 디스크가 만들어진 것이죠. 드럼브레이크는 제동력이 좋으나 열 배출이 잘 되지 않는다는 단점이 있는데요. 유압식 브레이크 시스템에서 과열은 베이퍼 락의 원인이 되며 브레이크 패드의 과열은 페이드의 원인이 됩니다. 따라서 기존보다 더 열 배출이 용이한 방식의 브레이크를 개발할 필요가 있었는데 이런 필요성에 따라서 등장한 것이 디스크 브레이크입니다.

디스크 브레이크는 원래 일부 차량만 적용이 되었으나 기술의 발전으로 제동력을 끌어올려 대부분의 승용차에 디스크 브레이크가 사용되고 있습니다. 브레이크 원리로 알아본 브레이크의 역사! 조금 도움이 되셨나 모르겠네요.!