후회없는 열정맨

브레이크는 운전자의 의도에 따라 자동차의 운행으로 발생한 운동에너지를 마찰 과정을 거쳐 열에너지로 변환시키는 장치이다. 운전자가 브레이크를 밟았던 힘 + 지렛대의 원리로 더 커진 힘 + 브레이크 부스터로 배가된 힘 + 파스칼의 원리 가 더해져서 운전자의 브레이크 밟는 힘 만으로도 무거운 차량을 세울 수 있는 기본기가 다져지게 되는 것이다.

1. 브레이크의 원리
페달에 힘을 가하게 되면,  자동차는 마스터 부스터 장치를 이용해 운전자가 페달에 가한 힘을 증폭시켜 유압으로 변경한다. 증폭된 유압에 의해 브레이크가 차량의 바퀴와 함께 회전하는 디스크를 억제함으로써 제동이 가능하다.
 
자동차의 페달에 가해지는 작은 힘으로 자동차를 회전하는 디스크를 억제하여 자동 차를 제동 할 수 있는 이유는 브레이크를 구성하고 있는 부품의 기능 때문이다.
 
1)페달
페달은 운전석의 아랫부분에 놓어 있고, 운전자가 자동차를 멈춰야겠다는 의지가 있을 때 페달을 밟게 된다. 이때 지렛대의 원리에 의해 페달을 밟는 힘이 증폭된다.
 
2)마스터 부스터
페달을 밟은 힘을 증폭시켜주는 부품이다. 마스터 부스터는 페달에서 전달된 힘을 차량을 세울 수 있을 정도로 증폭시키며, 그 힘을 유압으로 변환시켜 준다. 
 
3)실린더
운전자석 앞쪽에 위치한 브레이크액 통 하단부 쪽으로 마스터 실린더가 결합이 되어있다. 마스터 실린더는 브레이크 부스터를 통해 강해진 답력을 이용하여 유압으로 전환하는 역할을 담당하며, 여기서 형성된 유압을 통하여 브레이크액을 이용하여 브레이크 유압 회로 라인을 타고 휠 실린더 혹은 브레이크 캘리퍼로 전달하는 역할을 한다.
 
4)캘리퍼
실린더에 의해 전달된 증폭된 유압은 캘리퍼로 전달된다. 캘리퍼는 바퀴와 함께 회전하고 있는 디스크를 꽉 잡아서 바퀴의 회전을 멈추는 역할을 한다. 캘리퍼에 의해 멈춰진 디스크는 마찰을 통해 변환된 열에너지를 효과적으로 흡수 또는 방출해주는 역할을 한다.
 
최근에는 차량의 제어를 보다 효율적이고 안전하게 하도록 전자제어장치를 사용한다. 흔히들 얘기하는 ABS, TCS, ESC가 바로 브레이크에 사용되는 전자제어장치이다. 
 
[전자 제어 장치]

1)ABS(Anti-lock Brake System)
 
급제동 시에 아주 효과적인 전자제어장치이다.  급제동을 하면  자동차가 옆으로 흔들리거나 회전하는 현상이 발생하게 된다. 또 다른 현상으로는 바퀴가 잠기면서 조향이 되지 않는다. 이런 현상에 따라, 장애물을 보고도 피하지 못하고 충돌하게 되어버린다. 이런 현상을 방지하기 위해서는 바퀴를 초당 7~8회 정도로 잡았다 풀었다를 반복해서 바퀴가 잠기지 않도록 해야 하는데, 이 기술 때문에 Anti-lock 이란 명칭의 붙기도 했다. 네 바퀴에 달린 센서가 노면의 미끄러움에 따라 각 바퀴마다 브레이킹의 힘을 조절해서 차량이 회전되지 않도록 해주는 안전장치로, ABS가 장착된 자동차는 더욱 안전하고 효과적으로 급제동이 가능하다.
 
2)TCS(Traction Control System)
 
바퀴의 구동력을 제어하는 장치이다. 미끄러운 도로에서 출발하거나 가속할 때 바퀴가 미끄러지거나 헛도는 것을 방지한다. 브레이킹을 통해 출발하거나 가속하는 힘을 조절한다. ABS와 기능 자체는 유사하지만, ABS는 브레이크를 밟을 때, TCS는 엑셀러레이터를 밟을 때 작동한다는 차이점이 있다.
 
3)ESC(Electronic Stability Control)
 
전자식 차체 자세 제어 장치라는 의미로 ABS, TCS 등 모든 전자 장비의 기능을 통합한 장치이다. 각종 센서를 통해 취합한 정보를 기반으로 각 바퀴의 캘리퍼를 자동 제어해 운전자가 원하는 방향으로 안전하게 움직일 수 있도록 보조한다. 특히 차고가 높은 SUV 차량이 빠른 속도로 커브를 돌면 차가 불안정해지면서 전복될 수 있는데, ESC가 자동적으로 개입해서 브레이킹을 통해 속도를 줄이고 안정적으로 운행할 수 있도록 해준다.