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by 도주해 Apr 25. 2018

디스크 브레이크 바꾸기 전 개꿀팁

달리는 차를 멈추게 하는 방법에는 대략 세 가지가 있죠..
1. 내 바로 앞에 껴든 슈퍼카.. (feat. 페라리)
2. 경찰, 음주단속
3. 신호 및 속도위반 CCTV
이 세 가지 상황을 안전하고 자연스럽게 탈출하기 위해 필요한 건 오른발, 브레이크! 발 컨트롤!

사실 브레이크의 중요성에 대해서는 이미 모두 다 알고 있습니다. 하지만 브레이크에 이상이 생기거나, 파란손에서 난데없이 브레이크 패드를 비싼 걸 권한다거나, 어떠한 계기가 없다면 우리는 브레이크에 큰 관심을 갖지 않습니다. 그래서 오늘은 디스크 브레이크 생김새에 따른 효율과 장단점에 관한 이야기를 해볼까 합니다.

브레이크 디스크? 로터?

디스크 브레이크는 금속제인 로터와 마찰이 큰 소재로 만들어진 패드가 압착해 발생하는 마찰력으로 인하여 차량의 '운동 에너지'가 '열에너지'로 전환되면서 차량을 제동합니다. 이때 '로터'에서 가장 많은 열이 발생하게 되고, 열을 방출하는 성능이 뛰어날수록 일관된 제동 성능을 발휘하게 됩니다.

디스크 브레이크 로터의 소재

마찰력이 높은 재질을 사용한 경우 초기 감소력은 나아질 수 있지만 패드와 로터가 쉽게 과열되어 그 뜨거움이 방출되지 않게돼 일시적으로 제동력이 감소되거나 완전히 제동력을 상실하게 됩니다. 그런 이유로 일반적인 로터는 내마모성과 내균열성이 우수한 주철 또는 주강으로 제작하게 됩니다. 여기 탄소가 함유되면 더 빠르게 열이 방출되어 제동 성능을 빠르게 회복시킵니다. 이처럼 로터는 모든 열을 흡수하고 방출해야 일관된 제동력을 유지할 수 있습니다.

로터의 종류

기본 로터

대부분의 신차에 적용된 디스크 브레이크 로터입니다. 비용 대비 성능이 좋은 제품으로 아무런 무늬가 없고 차량의 성능을 강하게 밀어붙이는 운전자가 아니라면 부족함 없이 사용할 수 있습니다. 또한 마찰 시 마모로 인해 발생하는 쇳가루가 적고 소음이 적으며 무늬가 있는 로터보다 오래 사용할 수 있습니다.

드릴 로터(타공 로터)

정지 시 로터와 패드가 마찰하면서 열로 인해 상당한 양의 가스가 발생하게 됩니다. 이렇게 발생한 가스가 빠져나갈 방법이 없다면 가스 배출로 인해 브레이크 패드는 로터와 접촉하는 면적이 줄어들어 제동력이 감소됩니다. 이러한 가스 배출 수단으로 구멍 송송 '드릴 로터'는 효과적으로 가스를 방출 시킵니다. 또한 물에 젖은 상태에서도 효과적인 성능 낼 수 있도록 도와줍니다. 즉 브레이크 패드와 로터 사이의 지속적인 마찰 증가와 높은 제동력을 제공합니다.

하지만 로터의 구멍은 마찰을 높이지만 레이싱과 같은 온도 차이가 극심한 사용 환경에는 적합하지 않습니다. 거의 모든 주철이 그렇듯 심하면 균열이 발생하게 됩니다. 때문에 드릴 로터는 일반 공도에서 안정적으로 멈추기 위한 용도로 사용하는 것이 좋습니다.

슬롯 로터(사선 로터)

드릴 로터와 마찬가지로 슬롯 무늬는 패드와 로터가 마찰 시 발생하는 가스를 슬롯을 통해 효과적으로 방출합니다. 이를 통해 패드와 면적이 로터에서 더 많이 접촉하게 되며 일관된 성능을 발휘할 수 있습니다.
또한 슬롯 로터는 드릴 로터보다 열용량이 크고 접촉면이 많아짐에 따라 마찰계수도 높아 적은 에너지로도 속도를 줄일 수 있습니다.

슬롯 로터는 트럭, SUV, 오프로드 차량에서도 좋은 성능을 발휘합니다. 때문에 슬롯 로터는 가공 상태가 매우 중요합니다. 만약 로터 슬롯 안쪽 홈부터 슬롯 바깥쪽 홈까지 제대로 가공되지 않으면 균열이 쉽게 일어날 수 있습니다. 로터의 슬롯은 가스 방출을 높여 '브레이크 페이드 현상'을 방지하기도 하지만 무분별한 슬롯은 로터의 강성을 약하게 만들기 때문입니다.

드릴, 슬롯 로터(사선 타공)

드릴 로터와 슬롯 로터의 장점을 제공합니다. 비가 많이 오거나 무거운 짐을 싣고 있어도 좋은 제동력을 유지합니다. 무거운 차량은 안전하게 멈추기 위해서는 더 많은 에너지를 필요로 하는데 드릴, 슬롯 로터는 적은 에너지로도 효과적으로 속도를 줄일 수 있습니다. 뛰어난 성능으로 벤츠나 BMW와 같은 고급차에서 자주 볼 수 있습니다.

여기까지가 가장 대표적인 브레이크 로터 기본 디자인입니다. 이 밖에도 곡선, 곡선 타공 등 다양한 디자인이 있습니다.

슈퍼카는 뭐가 다른가?

카본 세라믹 로터

경주용 또는 슈퍼카에 장착되는 카본 세라믹 로터는 고온, 고진공에서 실리콘을 특수 처리한 탄소섬유와 혼합해 제작합니다. 카본 세라믹 로터는 앞서 설명한 주철 로터 보다 약 50% 가볍고, 함유된 탄소는 높은 강도와 내열성, 적은 열변형, 마찰계수 변화가 적고 높은 제동력을 유지합니다.

단점이라면 카본 세라믹 로터의 온도가 200도 이하에서는 제동력이 떨어집니다. 때문에 브레이크 패드의 면적을 넓혀 제동력을 보완합니다. 더 비싸지는 이유겠죠. 카본 세라믹은 주철과 다른 열 특성을 가집니다. 그래서 500도에서 녹아 버리는 일반 패드를 사용하지 않고 카본 세라믹용 패드를 사용하게 되는데 매우 비쌉니다.

로터의 구조

로터에 있어 또 다른 주요 요소는 로터 내부 베인(공기가 빠져나가는) 설계입니다. 직선, 곡선, 도트 등등 다양하고 실제로 공기의 흐름을 개선하지만 최적의 베인 디자인은 없다고 합니다. 베인의 목적은 로터가 더 많은 냉각과 열 방출을 할 수 있도록 돕는 것입니다. 또한 베인의 구조에 따라 로터 회전 방향이 결정됩니다.

곡선 베인

직선형 베인보다 더 많은 재료가 사용돼 무겁지만 곡선 베인은 열 방출이 뛰어나고 튼튼해 더 높은 열을 견딜 수 있습니다. 곡선 베인은 로터 내부로 유입된 공기가 곡선을 따라 효율적으로 로터를 냉각시킵니다. 세탁기 탈수 기능과 같은 원심력의 원리로 내부를 설계해 냉각 효과를 높입니다. 때문에 효율을 높이기 위해서는 유입되는 공기 방향과 내부 구조 방향을 고려해 장착해야 합니다.

직선 베인

가장 많이 흔한 디자인입니다. 그리고 신차에 가장 많이 적용되는 직선 베인입니다. 냉각 능력도 좋고 장착 시 베인의 방향을 고려할 필요가 없어요.

필라 베인

도트 또는 패턴 배열 방식입니다. 제조사에 따르면 직선 베인보다 표면적인 사용량이 많아 더 많은 열을 효과적으로 방출할 수 있다고 합니다. 또한 제동 시 열 변화 중 로터에 가해지는 하중이 잘 분산되어 로터의 왜곡을 줄여주여 줍니다. 즉, 직선 베인과 곡선 베인보다 안정적인 제품입니다. 직선 베인과 마찬가지로 방향을 고려할 필요가 없어요.

주의하세요!

다 같은 구멍이 아닙니다.
드릴(타공), 슬롯(사선) 디자인은 로터의 베인 구조에 따라 내구성과 효율적인 열 방출을 고려해 설계됩니다. 제조사는 구멍의 수, 크기와 위치 등 벤트 구조에 따라 디스크를 손상시키지 않으면서 성능을 개선하기 위해 드릴(타공), 슬롯(사선) 디자인을 설계합니다. 그런데 설계를 전혀 고려하지 않고 임의로 구멍을 뚫거나 일반 로터를 가공 및 변형시켜 사용한다면 열과 내구성에 취약할 수밖에 없습니다.

크랙에 노출될 수 있어요
무분별한 구멍과 멋내기용 사선은 내구성에 취약합니다. 예를 들어 로터 안쪽부터 로터 끝까지 사선을 내는 게 더 멋있어 보이지만 내구성을 떨어지게 하고 크랙 위험에 쉽게 노출됩니다. 제조사가 드릴(타공)과 슬롯(사선) 모두 가장자리 부분을 부드럽게 후가공 처리하는 이유는 보다 안전한 제품을 만들기 위함입니다.

필요할 때 속력을 빠르게 줄여주고, 원하는 위치에 안정적으로 정지 시켜주는 브레이크 튜닝도 중요하지만, 무엇보다 과속하지 않고 신호 변경 시 무리하게 진입하지 않으면서 상대방을 배려한 운전 습관이 진정한 브레이크 영웅이라 생각을 해봅니다.

오늘도 나와 가족의 안전을 책임진 브레이크에게 박수 한번 주세요 :)

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