Q. 브레이크 캘리퍼 방향은 왜 차마다 다를까 탈것뭉치


정리 겸사.

A. 디스크 브레이크에서 캘리퍼가 차축 전방을 향해 붙어있는 배치를 전치형, 뒤쪽을 향하는 배치를 후치형 제미니이라고 부릅니다.
기계바닥은 뭐든 일장일단이 있는법이라지만, 단순히 제동력만을 본다면 후치형이 전치형에 비해 유리합니다.
일단 제동을 걸면 전방을 향해 하중이동이 발생하는데, 이게 위에서 아래로 눌리는 힘이다 보니 작용하는 방향이 제동 모멘트와 같습니다. 즉 급브레이크를 밟을수록 차의 하중이동만큼 더 밀어냅니다.
그런데 묵직한 켈리퍼가 차축 앞쪽에 있는 전치형은 언스프링매스 (현하중량 = 켈리퍼 중량) 이 같이 실립니다. 아무래도 효율이 떨어지죠.
반대로 후치형의 경우 무게중심이 차축 후방으로 위치하면서 힘의 방향이 서로 반대가 됩니다.
횡력에 대해서도 전치는 같은 방향, 후치는 반대방향이 됩니다.
이건 칼을 휘두르는 것과 철퇴를 휘두르는 것의 차이를 생각하시면 됩니다. 중량이 바깥쪽에 있는 철퇴는 가속이 늦고 멈추기도 힘든 것과 비슷한 이치. 당연히 스티어링 반응도 초기 응답은 늦고 회두성도 떨어집니다.
이 경우 스티어링을 위한 이상적인 배치는 (차마다 사정이 다르긴 하지만) 전륜은 후치, 후륜은 전치로 캘리퍼가 죄다 차축 안 쪽을 향하게 하는 방법이 정답이 됩니다.
그리고 공기역학적으로도 휠 바로 안 쪽에 붙어있는 전치보다는 뒤쪽에 있는 후치 쪽이 더 많은 공기에 노출되고 (유속/유량 다 윕니다) 그만큼 냉각이 용이하며 페이드 현상의 발생도 늦어집니다.
덤으로 제동시에 휠 허브 베어링에 작용하는 하중도 줄어드니까 전반적인 차축/베어링 수명도 늘어납니다.

이렇게 나열하고 보면 전치 그거 왜 쓰나 싶지만...정작 대중차에선 전치를 채택하는 경우가 훨씬 많습니다.
가장 큰 이유는 앞에서 떠들던 효율이란게 정말 제대로 달리는 차가 아니면 별 차이가 없단 겁니다. 즉 상대적인 우선순위에서 밀립니다. (...)
실제로 전치/후치를 결정하는 가장 결정적인 요소는 기어박스와 스티어링 메커니즘의 위치입니다.
일반적으로 전륜을 좌우로 움직이는 역할은 너클 암이 담당하는데, 이게 브레이크 시스템과 같은 방향에 위치할 수는 없으니 너클암이 차축 앞 쪽에 있으면 캘리퍼는 뒤로 가고, 너클암이 차축 뒤에 있으면 캘리퍼가 앞으로 갑니다.
그런데 너클암의 위치도 서스펜션이나 엔진/변속기 형상의 영향을 받습니다, 그리고 보통 앞에 두면 부딛칩니다. -_-
즉 캘리퍼를 뒤에 달고 너클암을 앞에 두기 위해서는 엔진룸 전체의 형상을 다 거기 맞춰 가야 하는 겁니다. 좀더 컴팩트하게 가져간다던지 더블위시본같이 복잡한 방식은 가급적 피한다던지, 기타등등등등등.
처음부터 설계사상이 그 쪽에 맞춰진 업체가 아니라면 그냥 한계가 낮아도 설계와 양산과 정비에 유리한 방식을 쓰는 게 낫다는 겁니다.
역으로 구동계에 충분한 공간을 줘서 뽑아낼 효율이 브레이크 어쩌고보다 크다면 역으로 후치를 포기할 수도 있는 거고요.


덧 : 레이싱 머신에서는 캘리퍼를 아래로 향하게 배치하는 경우도 있습니다. (하치라고 해야 하나)
이건 어차피 브레이크 성능 괴물이니 무게중심을 낮춰보자는 아이디어. 대신 냉각을 위한 덕트가 특이한 형태로 설계된다나요.



덧글

  • ㅇㅇ 2012/04/23 14:34 # 삭제

    전륜구동 프론트 더블위시본에 후치형 앞 캘리퍼가 들어간 국산차가 있었죠... 그 회사의 공간뽑는 능력이란... 공돌이를 통째로 넣는 것도 아니고 첨 봤을 때 저게 말이 되는건지부터 생각들더라고요
  • あさぎり 2012/04/23 15:36 #

    횬다이인가요... ㄷㄷㄷ
  • Amati 2012/04/25 12:12 #

    좋은글 잘 보고 갑니다
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