자동차 제동력을 키우는 방법

 

요즘 부쩍 브레이크 튜닝의 중요성이 부각되면서 관심이 크게 높아진 것 같습니다.

우리가 흔히들 흡배기나 엔진튜닝으로 출력향상에만 신경쓰기 쉬우나 출력향상에는 거기에 걸맞는 다른 부분의 보강이 필수적으로 뒤따라야 하는 데 그중 가장 중요한 것이 제동력의 강화와 서스펜션의 보강이 아닌가 합니다.

 

엔진튜닝으로 출력을 올리지 않더라도 요즘은 우리나라 순정차량의 엔진 스펙이 많이 업그레이드되었기 때문에 거기에 걸맞게 브레이크 시스템도 강화되어야 하나 현실적으로는 그렇지 못한 것 같습니다. 따라서 많은 분들이 브레이크 튜닝에 관심을 갖는 이유가 바로 이것이 아닌가 합니다. 

 

그럼 여기서 브레이크 제동력은 과연 어떻게 하여야만 강화가 되는지 이론적으로 살펴보기로 하겠습니다.

운전자가 제동을 하려고 할 때 우선 브레이크 페달을 밟게 됩니다. 밟는 힘의 강약에 따라서 제동력의 강약이 바뀌게 됩니다. 지레의 원리에 의하여 밟는 힘의 증폭되어 마스타 실린더로 전달되지만 끝까지 밟고나면 더 이상 힘을 키울 수가 없게 됩니다. 이론적으로 볼 때 보다 긴 페달을 만들 수 있다면 효과가 있을 수 있으나 현실적으로는 제약이 있습니다.

다음 페달을 통하여 창출된 힘이 마스타실린더를 통과하면서 유압으로 바뀌면서 제동력이 앞뒤 적절하게 배분되는데 마스타 실린더의 크기를 키우는 것은 제동력 강화에 직접적인 도움은 안됩니다.

유압으로 변경된 에너지가 때로는 증폭장치인 부스터에 의하여 강화된 다음 브레이크 라인을 통하여 앞뒤 바퀴의 캘리퍼에 전달되고 캘리퍼 실린더내 피스톤을 작동시켜 패드를 눌러 로터와 패드의 마찰력으로 바퀴를 정지시키는 것입니다.

 

여기서 결정적으로 제동력에 영향을 미치는 요인은 다음과 같습니다.

1. 시스템에서 창출된 압력 (브레이크 호스내 오일의 압력을 말함)

2. 캘리퍼 피스톤의 단면적 (피스톤이 크거나 수가 많을 수록 대체로 커짐 - 4 피스톤, 6 피스톤 등)

3. 마찰계수 (패드와 로터에서 생성되는 마찰력의 계수)

4. 로터에서 패드가 작동되는 지점의 지름 (대형 로터일수록 유리)

따라서 고압, 고온에서 유격이 발생하지 않도록 브레이크 호스는 금속제로 감싸는 것이 매우 중요하며 피스톤의 단면적으로 넓히기 위하여 2피스톤 또는 4피톤 캘리퍼를 사용하는 것이고 로터는 될 수 있는 한 지름이 큰 13인치, 14인치 심지어는 15인치 로터를 사용하는 것입니다.

 

여기서 중요한 것은 캘리퍼의 피스톤 숫자가 아니고 피스톤의 단면적의 합입니다. 작은 사이즈의 피스톤 여러개로 구성된 시스템 보다는 적당한 숫자의 큰 사이즈 피스톤으로 구성된 시스템이 중량적인 면에서 유리합니다. 캘리퍼가 가볍다는 것은 간발의 스피드를 다투는 레이서들에게는 절대적인 것이며 스프링 아래 무게를 줄이는 것은 승차감 개선에도 매우 중요한 포인트입니다. 혹자는 스트리트용 차량에서는 4 피스톤 이상으로 6 피스톤 심지어는 8 피스톤 등으로 피스톤 숫자만 늘리는 것은 멋부리는 것이지 성능면에서는 별 의미가 없다고 단언하기도 합니다.     

 

로터의 지름은 크면클수록 제동토크가 당연히 커지므로 좋은 법인데 그러자면 휠, 타이어가 커야하므로 무한정 키울수만은 없는 것이 현실입니다. 브레이크를 강화하기 위하여 무리하게 인치업을 하면 승차감이 매우 나빠져 단단한 서스를 할 엄두를 못내게 되고 그러고 보면 서스가 뒷받침이 안되어 빨리 달리지를 못하고 그러면 결국 강화된 브레이크의 필요성이 없어져 버리고... 이런 악순환이 되는 것입니다. 적당한 선에서 타협하면서 연관된 부분과 조화점을 찾아서 성능개선을 추구해야 한다는 것이 튜닝의 기본원리라는 점을 보여주는 대목이라 하겠습니다. 그리고 이게 바로 튜닝이라는 단어의 원래 말 뜻이 아니겠습니까?  

패드는 마찰계수가 높은 제품이 일단 제동력 강화에는 도움이 되지만 현실적으로 마찰계수가 높은 패드는 마모성이 높아 내구성이 떨어지며 열에도 약하다는 단점이 있다는 점을 유의해야 합니다.

그리고 패드는 용도에 따라서 스트리트용, 스포츠용 그리고 레이싱용 등으로 나누어져 있는데 이는 내열온도 한계와 최고의 성능을 발휘하는 온도 영역대에 따라 구분되는 것입니다. 이를 무시하고 사용하면 부작용이 반드시 발생하는 것입니다.

예를 들면 레이싱용 패드를 스트리트에서 사용하면 일정 온도 이하에서는 제동력이 발생하지 않아서 위험하며 그 반대로 스트리트용을 과격한 스포츠용으로 사용하면 금새 내열한계 온도를 벗아나 패드가 급속하게 마모되면서 페이드(fade) 현상을 불러와 제동력 상실은 물론 로터까지 망가뜨리게 되므로 주의를 요합니다.

그리고 일반적인 생각과는 다르게 패드의 단면적 크기는 제동력의 크기와는 무관합니다.

 

 

-- 튜닝앤코리아 --