자동차 브레이크의 원리

자동차에 많이 사용하는 진공 배력장치(Vacuum Booster, 진공 부스터)를 이용한 브레이크 시스템의 구조는 다음 그림과 같다.

 

마스터 실린더와 브레이크 피스톤 사이에는 브레이크 오일이 흐로는 파이프로 연결되어 있다. 브레이크 페달로 마스터 실린더를 누르면 브레이크 오일이 브레이크 피스톤으로 들어가고 브레이크가 동작한다. (파스칼의 원리)

 

진공 부스터는 브레이크 페달이 마스터 실린더를 누르는 힘을 증폭 시켜 운전자가 브레이크 페달을 밟는 힘을 덜어 준다.

 

 

진공 부스터는 엔진 실린더의 흡입구와 연결되어 있다. 엔진의 쓰로틀이 닫혀 있을 때 (엔진이 꺼지지 않을 정도로 최소로 열려 있을 때)는 진공 부스터에서 엔진 흡입구 쪽으로 공기가 빨려 들어가며 진공 부스터에 진공을 형성한다. 이 때 브레이크 페달을 밟으면 외부 대기와 연결된 밸브가 열리면서 진공과 대기압의 차이에 의한 힘으로 마스터 실린더를 민다.

 

조용한 곳에서 브레이크를 밟으면 진공 부스터로 공기가 새어 들어가는 쉬하는 소리가 작게 들린다.

 

엔진 시동을 끄면 1~2회 정도 진공 부스터가 동작하는데 밟을수록 페달에 점점 더 힘이 들어간다.

 

진공 부스터의 진공은 쓰로틀이 닫을 때만 생성되고 쓰로틀이 열리면 진공이 생성되지 않는다. 즉, 엑셀을 밟아 쓰로틀을 연 상태에서는 진공 부스터가 동작하지 않는다. 브레이크 오버라이드(BOS, Brake Override System)는 브레이크를 밟을 때 엑셀을 밟아도 쓰로틀을 닫아 진공 부스터가 동작하도록 하는 기능이다.

 

 

급발진이 발생할 때는 쓰로틀이 열리기 때문에 진공 부스터가 동작하지 않아 브레이크 밟기가 어렵다. 하지만, 진공 부스터에 저장된 진공이 있기 때문에 진공 부스터가 한번은 동작한다. 그래서, 급발진 시에는 브레이크를 나누어 밟지 말고 한번에 강하게 밟아야 한다.

 

풋 브레이크를 밟으면 앞뒤 바퀴 모두에서 브레이크가 동작한다. 일반적으로 앞뒤 제동 비율을 7:3 또는 8:2 등으로 앞쪽 바퀴에 더 많은 제동을 준다. 뒷 바퀴에 많은 제동을 주면 뒷 바퀴가 미끄러지면서 차가 회전할 수가 있다. 즉, 오버스티어가 발생하여 매우 위험하다.

 

자전거는 차체가 높기 때문에 앞 브레이크를 밟으면 자전거가 앞으로 넘어질 수 있기 때문에 보통 뒷 브레이크를 사용하지만, 전문 자전거 선수들은 앞뒤 브레이크 모두를 사용한다. 뒷 브레이크만 사용하면 뒷 타이어가 앞으로 미끄러지면서 자전거가 회전할 수 있다.

 

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