디스크 브레이크

◎ 디스크 브레이크의 작동 원리 ◎

바퀴와 함께 회전하는 디스크를 양쪽에서 브레이크 패드를 유압으로 밀착시켜 제동력을 얻는 방법을 이용한다. 디스크 브레이크 (Disk Brake)는 휠 허브 (Wheel Hub)와 함께 회전하는 디스크, 패드 그리고 피스톤이 들어있는 캘리퍼등으로 구성되어 있다.

1. 디스크 브레이크 작동

그림 1. 디스크 브레이크 원리/작동

싱글 피스톤 부동 캘리퍼 (Single Piston Floa-ting Caliper)형식으로, 이 형식은 1개의 실린더와 피스톤이 일체로 되어 있다. 실리더 내에서 발생한 유압은 피스톤측의 패드를 디스크에 밀어 붙인다. 동시에, 캘리퍼 보디 (Body)는 실린더 내의 압력에 의하여 오른쪽으로 이동하며, 디스크에 패드를 끌어 당기므로 제동작용을 하게된다. 디스크 브레이크는 서어보 (Servo)의 보조를 받지 않기 때문에 피스톤과 패드의 작동 압력을 크게 할 필요가 있다. 이 때문에 피스톤의 직경을 크게 한다. 따라서 디스크와 패드 사이의 유격에 적은 량의 변화가 있어도 브레이크 페달 행정에 큰 변화가 나타난다. 그러므로 이 간격을 보정할 필요가 있다.

그림 2. 부동갤리퍼형 작동

2. 디스크 브레이크의 종류

그림 3. 디스크 브레이크 종류

3. 자동 간극 조정 과정

유압이 피스톤에 작용하면, 피스톤은 좌측으로 이동한다. 피스톤에 접해있는 고무 씰은 실린더와 같이 이동한다. 그러나 고무씰의 일부는 실린더의 홈 (Groove)에 고정되어 있기 때문에 고무씰의 형상은 그림과 같이 피스톤의 이동방향으로 변형된다. 브레이크 페달로부터 압력이 없어지면 유압이 피스톤에 작용하지 않으므로, 고무씰의 탄성, 복원력에 의하여 피스톤을 우측으로 밀며 제자리로 돌아오게 한다. 패드가 마모되어 디스크와 패드간의 간격이 크게 되면 피스톤은 보다 긴 거리를 이동한다. 시일의 변형은 일정량으로 제한된다. 피스톤은 클리어런스를 커버하는 양만큼 이동되어 진다. 즉 피스톤은 항시 동일한 간격만큼 제자리로 돌아오게 되며, 고무씰은 그 형상을 회복하기 때문에 디스크와 패드간의 클리어런스는 초기의 상태로 유지된다.

그림 4. 씰에의한 자동간극 조정

출처:한국자동차소비자협회

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바퀴브레이크는 디스크브레이크와 드럼브레이크로 분류할 수 있습니다. 드럼브레이크는 아직까지 승용차 뒷바퀴 브레이크로 많이 사용합니다. 제동장에 의해 변환되는 제동에너지는 브레이크드럼이나 브레이크에 라이닝을 압박하는 장력으로 이들 마찰브레이크에 작용합니다. 긴 내리막길에서 연속적으로 제동하거나 고속에서부터 정지할 때까지 반속하는 제동에 의해 감속되는 정도가 떨어지지 않아야 하는데 이러한요건을 만족하기 위해서는 브레이크의 열을 충분히 발산해야하고 라이닝의 경우 넓은 온도범위에서 마찰특성을 유지해야 합니다. 이러한 요건을 만족시키는 시스템에서는 드럼식브레이크보다 디스크식 브레이크가 훨씬 유리합니다.

디스크브레이크와 캘리퍼역활

디스크브레이크는 바퀴안쪽에 설치되어 바퀴와 같이 회전하는 디스크 표면에 제동력을 발생시키는데 U자형 캘리퍼는 자동차의 회전하지 않는 곳에 고정되어있습니다. 캘리퍼는 유압을 받아 디스크의 양옆을 압박할 수 있도록 라이닝 즉 패드를 미는 피스톤을 포함하고 있는데 유압이 작용하는 피스톤에 따라 고정식캘리퍼 부동식캘리퍼방식으로 나뉘는데 고정식은 캘리퍼에 두 개의 하우징에 각각 유압이 가해는 방법이고 고정식 캘리퍼는 한쪽에서만 유압이 가해지면 피스톤쪽 패드가 디스크에 압력을 가하게되고 디스크는 반대쪽 패드도 같이 압력을 가하게 됩니다. 보통차량은 부동식 캘리퍼를 많이 사용하는데 브레이크작용시 브레이크액의 가열로 인한 증발기표의 현상은 부동캘리퍼보다는 고정캘리퍼가 잘 일어나고 패드교환도 고정식은 고정나를 풀어 캘리퍼를 들어올리면 쉽게교환이 됩니다. 뒷바퀴엔 어떤 브레이크를 사용할까?

승용차에서 주로 뒷바퀴 브레이크를 드럼식 브레이크로 사용하고있습니다. 드럼식 브레이크는 드럼의 안쪽 표면위레 제동력을 발생키는데 이 브레이크는 형식에 따라 다양한데 대부분 승용차에서는 심플렉스 simplex)타입이라고 해서 비교적 간단한 방식을 사용하고 있습니다. 드럼식은 외부의 드럼과 드럼의 회전방향과같은 리딩슈와 드럼의 회전방향과 반대 방향인 트레일링 슈로 구성되어 있습니다. 브레이크 슈들은 지지베어링과 휠 실런더의 양끝에서 지지됩니다. 드럼브레이크에 설치하는 주차브레이크도 운전자가 레버를 당기면 그힘이 케이블을 통해 슈에 전달되어 슈와 드럼이 밀착하게 됩니다. 슈들은 브레이크 페달을 놓거나 주차브레이크를 풀게되면 리턴 스프링에 의해 원래위치로 돌아가게 됩니다.

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원판 브레이크 :

자동차에서, 회전축에 고정되어 바퀴와 같이 도는 둥근 강판을 패드로 누름으로써 회전을 멎게 하는 장치.

비슷한 말 : 디스크브레이크.