최원주/한국교통안전공단 진주자동차검사소 소장-가속보다 중요한 브레이크 마찰력, 생명과 직결됩니다

자동차를 운행 중 가장 염두에 둬야 되는 부분은 가속력, 연료소비율, 변속비가 아닌 제동력이다. 제동장치는 자동차 운전자뿐만 아니라 동승자와 타인의 생명을 보호하는 장치로써 운전자의 생명과 직결되는 부분에 있기 때문이다.

제동장치는 운전자가 정지하기 위하여 발이나 손으로 조작하는 장치를 말하며 주행 중 페달을 밟음으로써 브레이크 패드 또는 라이닝과 드럼의 마찰력을 이용하는 것 주행 중인 자동차를 감속 또는 정지시키고, 또 주차상태를 유지하기 위하여 사용되는 매우 중요한 장치이다. 제동장치는 마찰력을 이용하고 자동차의 운동 에너지를 열에너지로 바꾸어 제동 작용을 하며, 작동이 확실하고 제동 효과가 커야 하고 신뢰성과 내구성, 점검·정비가 쉬워야 한다.

자동차가 주행하고 있을 때는 동력의 전달을 차단하여도 자동차는 관성에 의하여 정지하지 않고 어느 정도 주행을 계속하게 된다. 따라서 이처럼 주행 중인 자동차의 속도를 감속시키거나 정지시킬 때에는 그 관성의 에너지를 흡수하는 장치와 정차 중인 자동차가 스스로 움직이지 않게 하도록 설치된 제동장치가 운행자동차 안전에 가장 큰 비중을 차지하고 있다.

▲제동장치의 구비조건과 작동방식에 따른 분류

제동장치는 운전자의 조작력을 전달하는 기구와 그 힘을 받아 마찰력을 발생하는 부분으로 구성되며, 제동장치는 설치위치, 조작 및 작동방식, 작동원리, 작동기구에 따라 분류되며 운전자의 안전한 운행을 위해 다음과 같은 구비조건을 가져야 한다.

▶제동장치의 구비조건

제동장치는 주행 중 연료소비율과 주행성능을 저하하지 않기 위해 브레이크를 미 작동 시에는 각 바퀴의 회전에 방해되지 않아야 하며 자동차의 최고속도와 중량에 대하여 충분한 제동력을 갖추어 충분한 제동 작용을 해야 한다. 그리고 브레이크의 조작이 간단하고 자동차 운전자에게 피로감을 주지 않아야 하며 제동 작용이 확실하고 점검·조정이 쉬울 것, 제동 작용에 대한 신뢰성이 높고 내구력이 커야 한다.

▶제동장치의 분류

일반적인 브레이크(발 브레이크)는 유압식, 배력식, 공기식으로 나뉘게 되며 세부적으로 배력식은 엔진 흡기 다기관의 진공을 이용한 진공 배력식, 엔진의 출력을 이용하여 공기 압축기를 작동시켜 만든 공기를 이용한 공기 배력식이 있다.

주차 브레이크(핸드 브레이크)는 기계식으로 센터 브레이크 형식, 뒤 브레이크 형식이 있다.

보조 브레이크(감속 브레이크)는 대형 승합자동차 또는 화물자동차, 특수자동차에 상용되며 배기 브레이크인 엔진 브레이크, 일반적으로 불리는 리타더(와전류 브레이크)가 사용된다.

▲전자제어 브레이크인 ABS와 TCS, ECS

전자제어 제동장치는 미끄러운 노면 주행 시 운전자의 급제동으로 제동력이 급격히 떨어져 바퀴가 잠기게 되어 발생하는 미끄러짐을 센서로 감지한 후 컨트롤 유닛의 컴퓨터로 보내면 모듈레이터에서 브레이크 유압을 제어하는 형태로써 ABS(Anti lock Brake System)와 주행 중 구동륜과 비구동륜의 속도 차이를 검출하여 가속성 및 선회 안전성을 향상하는TCS(Traction Control System) 등이 있다. 이어 ECS(Electronic Skid Control)와 같이 급제동 시 컴퓨터가 뒷바퀴의 회전 속도와 브레이크를 연산하여 브레이크의 상태를 비교한 후 액추에이터에 신호를 보내어 G센서, G 볼에 의한 감속도를 감지하여 가압속도를 조절하는 전자제어식 제동장치가 있다.

▲로드 센싱 프로포셔닝밸브(Load Sensing Proportioning Valve)

화물자동차에 가장 중요한 제동장치의 구조 시스템이며 적재량에 따른 뒷바퀴의 유압개시 점에 변화를 주어 자동차의 주행성능과 제동성능에 가장 큰 영향을 미치게 된다.

화물자동차에서 가장 중요한 로드 센싱 프로포셔닝밸브는 뒷바퀴 측의 유압 제어 개시 압력 점을 적재하중에 따라 변하도록 한 구조로 되어있으며 밸브는 프레임에 고정되어 있으며 센서 스프링의 끝단은 후면 차축에 장착되어 있다. 적재량에 따라 프레임과 후면 차축의 상대 위치가 변하기 때문에 레버가 밸브 스탬에 작용하는 힘도 변한다. 즉 공차 시에는 센서 스프링이 비교적 약한 힘으로 밸브 스탬을 눌러 유압개시 점은 낮고, 적재량이 증가할수록 밸브 스탬을 누르는 힘이 커짐으로 유압개시 점은 높아진다.