드럼, 디스크 등 [자동차 브레이크 종류] 그리고 전기차 회생제동 구분 요약정리

 일반적으로 대부분 자동차 브레이크는 디스크 형태로 알려져 있습니다. 즉, 우리가 풋 브레이크를 밟으면 원형 디스크가 서로 압착되며 마찰력을 발생시켜 제동력을 얻는 것이죠. 그렇다면 전기차의 제동 기능에는 어떤 것이 있을까요?

 

 제가 생각하는 전기차와 내연기관 브레이크 차이점에 대해 간략하게 정리하고 소개해드리는 시간을 가져보도록 하겠습니다. 해당 내용은 여러 정보를 참고해서 정리한 것으로 부족한 부분은 댓글 부탁드립니다.

 

 

 

일반적인 자동차 브레이크 종류

 자동차 브레이크 종류는 크게 구분하면 디스크, 드럼, 엔진 이렇게 세 가지로 구분할 수 있습니다. 각 브레이크는 특징이 있으며 그 기능은 제동력을 제공하는 것이죠. 간략하게 나열해보면 다음과 같습니다.

• 드럼 브레이크
• 디스크 브레이크
• 엔진 브레이크

 

 차량 드럼 브레이크 작동 방식과 특징

 작동 방법은 내부에 '브레이크 슈'라는 부품이 확장하고 드럼을 압착하는 과정에서 제동력을 발생시키는 것입니다. 간략하게 구성을 살펴보면 다음과 같습니다.

• 백 플레이트, 흴 실린더, 브레이크 슈, 브레이크 드럼
• 특징 : 자기 배력 발생 ▶ 적은 답력으로 큰 제어력

 

 드럼 브레이크의 장점은 흙이나 물 등 다른 이물질의 영향을 덜 받는다는 부분입니다. 그 이유는 폐쇄식 구조를 가지고 있기 때문이며, 이는 곧 다른 단점을 야기하는데요. 그것은 바로 열의 배출입니다.

 

 브레이크를 작동시키면 마찰력이 작용하고 어쩔 수 없이 열이 생겨나죠. 이 열을 잘 배출해야 하는데 그러지 못하는 경우 제동력을 제대로 얻지 못해 문제가 생길 수 있습니다.

 

 여기서 자기 배력 등 용어에 대해 궁금할 수 있어 간략하게 정의하자면 다음과 같습니다. 더 궁금하시면 검색해보시는 것을 추천드립니다.

자기 배력 : 회전 방향에 있는 슈가 마찰력에 의해 드럼과 함께 회전하려고 하는 경향이 만들어지는 것
답력 : 페달을 밟는데 필요한 힘

 

 

 

 차량 디스크 브레이크 작동 방식과 특징

 구성부터 살펴보면 휠 허브, 디스크, 패드, 피스톤, 캘리퍼 등으로 이루어져 있습니다. 각 기능에 대해 간략하게 정리하면 다음과 같습니다.

• 패드 : 디스크에 밀착되어 마찰력을 발생
• 피스톤 : 유압 작동
• 캘리퍼 : 피스톤이 설치되는 것

 

 요즘 판매되는 대부분의 자동차가 이 방식을 이용한다고 합니다. 제가 가지고 있는 K5 차량도 동일하며 최근에 타이어 펑크 문제로 브레이크 쪽 무리가 가면서 정비소에서 수리를 했던 기억이 있습니다.

 

 그리고 이 디스크는 외부에 노출되어 있어 이물질이나 흙먼지가 들어갈 수 있어 주기적인 정비가 필요하죠. 관리를 안 해주면 소리 같은 것이 날 수도 있다고 하네요. 아마 타이어 교체를 하거나 하면서 같이 확인해주는 것으로 알고 있어요.

디스크-정비-참고-사진(픽사베이)

 

 노출되어 있는 구조이기 때문에 드럼 브레이크와 달리 방열성이 우수하다고 합니다. 즉 열이 잘 빠져나가기 때문에 반복적인 사용에도 제동력이 감소하지 않는다고 하네요. 하지만 외부에 노출되어 있다 보니 열변형 등 외부 물질에 의한 문제가 생길 수 있어 내 외측을 가리는 구조를 가져가기도 한다고 합니다.

 

 결국 디스크와 드럼의 차이는 구조 형태

 당연히 구조가 다르기 때문에 브레이크 명칭이 다르겠죠. 제가 말씀드리려 하는 구조는 폐쇄적인 형태냐 노출되어 있는 형태냐 하는 것입니다. 이러한 형태에 따라 열의 방출성과 외부 이물질에 대한 노출 등 장단점이 정해지는 것 같네요.

• 폐쇄적인가? 노출 구조인가?
• 열의 방출성 등

 

 

 

 엔진과 변속기로 인해 작동되는 '엔진 브레이크'

 다른 용어로 기관 제동이라고 불리는 이 엔진 브레이크는 '기어비' 그리고 '회전수' 개념이 들어갑니다. 하지만 이 부분은 워낙 복잡하기 때문에 간략하게 설명드리겠습니다.

 

 엔진이 작동하면 바퀴가 회전합니다. 즉, 엔진 기어와 자동차 바퀴 회전 수에 대한 비를 기어비로 표현할 수 있죠. 더 궁금하시다면 '기계' 물리학을 찾아보시길 추천드립니다.

 

 다시 말해, 엔진 브레이크는 주행 중 바뀌는 기어 단수로 인해 힘의 방향이 바뀌게 되며 이때 자동차는 나아가려 하고 엔진은 그만큼 작동하지 않는 두 상황이 '감속'의 효과를 만들어 낸다고 합니다.

• 기존 힘의 방향 : 엔진-크랭크-미션(기어)-바퀴

 

 제 생각에 요즘 오토 차량의 경우 가속 페달에 발을 떼고 있으면 자동으로 단속 기어가 바뀌고 이러한 효과를 만들어낼 수 있는 것 같네요. 제가 고속도로 주행할 때 자주 사용하는 방법입니다.

 

전기차 브레이크 종류 회생 제동, 엔진 브레이크와 비교

 회생 제동, 전기차 브레이크는 엔진 브레이크와 비교할 수 있습니다. 즉, 내연기관 자동차는 '엔진 브레이크' 전기차의 경우, '회생 제동'인 셈이죠.  그 원리를 간략하게 요약하면 다음과 같습니다.

• 전기 모터 구동 방식 : '전기에너지 ▶ 운동 에너지' 또는 '운동 에너지' ▶ 전기 에너지'
• 회생 제동 : 타력 주행 시, 모터는 후자의 구동방식으로 전기를 생산, 모터 회전 발생에 대한 저항 ↑ ▶ 회전 속도 감소에 따른 제동력 발생

 

 여기서 타력 주행이란 말 그대로 다른 힘으로 주행하는 것으로 예를 들면, 어느 정도 속도를 가지고 주행 중 발을 땐 상태를 말할 수 있습니다. 즉, 관성에 의해 차는 주행하려 하는 것이죠. 그리고 이때 가해지는 운동 에너지, 회전 등에 저항이 발생하고 이게 곧 제동력이라고 이해할 수 있습니다. 제가 말하고도 조금 어려운 느낌이 드네요.

 

 엔진 브레이크와 회생 제동 차이점은 모터

 내연기관의 엔진 브레이크는 엔진의 작동원리를 이용하는 것이고 전기차의 회생 제동은 전기 모터의 원리를 이용하는 것입니다. 둘 다 자동차의 심장에 해당하는 장치의 원리를 이용한 방법이라고 할 수 있으며 곧 핵심 부품이 그 차이라 할 수 있는 것 같네요.

 

 이렇게 지금까지 간략하게 브레이크 종류에 대해 알아보았습니다. 더 많은 상세 종류 및 기술력이 있을 것이라 판단되지만 간략하게 이 정도만 파악하셔도 브레이크를 이해하는데 도움이 될 것이라 생각되네요. 디스크, 드럼, 엔진 브레이크 등 다양한 방식으로 자동차를 제어할 수 있다는 점이 새롭게 느껴지는 포스팅이었습니다. 더 나은 기술의 발전을 기대하며 이만 포스팅을 마치겠습니다.

 

 

 

 

 

★개인적이고 주관적인 의견 그리고 생각이 포함되어 있습니다.