보배드림

교사겔에 어느분이 브레이크에 관해 언급하신게 있어서 괜한 리플을 달다보니 대부분의 사람들이 잘못 생각하시고 계시지 않나해서 한번 끄적여봅니다.

'브레이크가 잘듣는다. 2피스톤 브레이크다.'

'내차는 1피스톤 브레이크라 잘 안선다. 2피스톤 브레이크로 업그레이드 해야겠다.'

'4피스톤 브레이크를 꼽으면 도로가 파일정도다'

흔히 듣는 말들입니다.

과연 피스톤 수가 많으면 제동거리가 짧아질까요?

32피스톤 브레이크를 개발하게 되면 제동거리는 지금의 32분에 1로 줄어들게 될까요?

누구나 생각하시듯. 정답은 아닙니다.

사람들이 2피스톤 브레이크로 업글해서 제동거리가 짧아졌다고들 하는데....

그건 튜닝샾 사장님의 말빨과 기분 때문일 요소가 극히 높습니다.

고등학교정도의 물리학 수준이면 이해하실 수 있으실껍니다.

에너지 보존의 법칙이라고 들어보셨을껍니다.

물질이 가지는 고유의 에너지는 형태가 변할뿐 열량은 같다.. 뭐 이런.

브레이크를 언급하기에 앞서 엔진을 먼저 이야기 해보도록 하겠습니다.

대부분의 자동차는 연료를 에너지원으로 합니다.

간혹 전기 차량도 있는데 그 전기가 가지는 에너지도 화석연료를 에너지원으로 하는 화력발전소든 위치에너지를 원료로 하는 수력발전소든 풍력발전소든 다른 형태의 에너지를 변환시켜 놓은것입니다.

그 연료가 가지는 고유의 에너지를 압축 폭발시켜 열,소리,진동 에너지등의 여러 형태로 바꿔놓게 됩니다.

여기서 연료가 가진 고유 에너지 = 열 + 소리 + 진동 + 카본 + 매연(이산화탄소 등등) + 기타 가 됩니다.

이중 열에너지로 인해 압축된 공기가 팽창하게되고 피스톤을 밀어내어 운동 에너지로 변환하여줍니다.

크랭크축의 운동에너지가 밋션을 통해 구동계에 전달되고 타이어를 돌려서 자동차가 움직이게 되죠.

왜 장황하게 에너지가 어쩌구 저쩌구 떠들고 있냐면...

타이어를 돌리는 그 운동에너지가 다시 열에너지로 변환되어야만 자동차가 정차하기 때문입니다.

그게 바로 브레이크가 하는 역할이지요.

운동에너지 -> 열에너지로 전환.

얼마나 빠르게 열에너지로 전환 시키는가. 얼마나 디스크가 빠르게 열을 흡수하는가가 중요합니다.

빙판길에서 4피스톤 브레이크를 잡아도 제동은 되지 않습니다.

브레이크의 역할인 운동에너지를 열에너지로 변환시켜주지 못하기 때문입니다.

회전하고있는 운동에너지를 가진 타이어가 디스크와 브레이크 패드의 접촉으로 인해 저항이 생기고 열이 발생하고 이 과정에서 감소한 타이어의 운동에너지가 타이어와 노면과의 마찰력으로 또 다시 열에너지로 변환해 줘야하는데 타이어와 노면과의 마찰력이 없어서 열이 발생하지 않게 되고 그로인해 디스크와 브레이크 패드에 부하를 줄수가 없기 때문이죠.

부하가 있어야만 다시 열이 발생할텐데 말이죠.

달리는 자전거 바퀴에 누군가 마대자루를 던져서 바퀴살에 끼어서 더이상 회전을 못하게되었습니다.

자전거는 멈춰섰죠.

그럼 자전거가 가진 운동에너지는 뭘로 변환이 되었을까요?

자전거가 안넘어지고 서있다면 타이어가 땅에 끌리면서 발생한 열로 변환되었습니다.

중요한건 운동에너지가 얼마만큼 빠르게 열에너지로 변환되는가. 즉 열을 얼만큼 빠르게 발생하는가 입니다.

여러분들께서 잘 아시는 알피나 B7... 500마력에 2톤에 가까운 무게이지만... 제동거리는 짧습니다.

제가 언급한 이유는 B7도 싱글 피스톤 캘리퍼를 사용하고 있습니다.

브레이크 피스톤의 수 보다는 디스크와 패드의 단면적과 재질이 중요합니다.

열을 빠르게 만들어 내기위한 연구를 하고 있죠. 그결과 세라믹 브레이크라던가 많은 진보가 있어왔습니다.

운동에너지를 기타 다른 에너지로 바꿔 놓아야만 자동차가 멈추니까요..

액셀을 밟지안고 언덕길을 만나면 차가 멈춰섭니다. 이건 운동에너지가 위치에너지로 변환이 되었기 때문이죠.

내리막길에서는 액셀을 밟아도 차가 움직입니다. 연료가 가진 에너지를 사용하지 않고 위치에너지를 사용하기 때문이죠.

그렇다면 아까 말씀드린 단면적과 재질로 발열 / 흡열이 빠른 디스크및 패드 없이 제동거리를 짧게 하려면 어떻게 해야할까요..

접지력이 높은 타이어를 사용하면 됩니다.

아까 말씀드린것 처럼 타이어가 회전하고 있는 운동에너지를 디스크만 열에너지로 변환시키는것이 아니라 타이어도 열을 내면서 운동에너지를 감소시키죠.

접지력이 높은 타이어는 그만큼 노면과의 마찰력이 높다는 이야기이고, 마찰력이 높으면 열이 쉽게 발생하기에 접지력 높은 타이어가 제동력이 짧습니다.

또한 타이어 접지력이 아무리 높아도 타이어가 노면에 닿지 않으면 아무런 소용이 없죠.

하드한 서스펜션은 노즈 다이브 현상을 감소시켜 감속시 후륜의 접지력이 높아집니다.

쓰다보니 길어졌습니다만....

브레이크를 2피스톤으로 업그레이드해도 제동 거리와는 큰 상관관계가 없다는 겁니다.

좀더 큰 패드가 들어가서 디스크와 패드의 단면적이 커져서 좋아질수는 있겠지만...

피스톤 수는 거의 무관하다고 봐도 됩니다.

2피스톤 브레이크로 업그레이드해서 제동거리가 잛아진 효과를 보신 분들은....

피스톤수가 하나 늘어서가 아니라, 패드가 달라져서일 가능성이 높죠.