드럼 브레이크
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자동차 브레이크 장치의 한 종류이다.
드럼을 이용한 브레이크 장치. 구조는 백플레이트, 휠 실린더, 브레이크 슈, 브레이크 드럼이 하나의 결합체로 차축에 붙어 있다. 기계식 캠[1] 혹은 휠 실린더가 브레이크 슈를 좌우로 압박하여 브레이크 슈에 있는 라이닝이 드럼을 잡아 제동한다. 디스크 브레이크의 구동방식에 비해서 복잡하나 오히려 가격이 저렴한 특징을 보인다.
2012년 이후 기준 국내 시장 기준으로 경차[4]는 뒷바퀴만 드럼 브레이크를 단다. 소형차 이상에서는 앞뒤 모두 디스크 브레이크를 써 드럼 브레이크는 주력브레이크에서 퇴출된지 오래이다. 경차급에서 드럼 브레이크가 남은 이유는 후륜 브레이크가 상대적으로 부담을 적게 받아 전륜 디스크 브레이크보다 교체 및 점검 주기가 길기 때문. 즉 원가 절감 차원이다. 2018년 9월 현재는 QM3와 아반떼 AD 페이스리프트 기본 트림(옵션으로 디스크 브레이크 장착 가능)의 후륜 제동장치에 장착되고 있다.
일본의 경형 로드스터 다이하츠 코펜도 후륜 브레이크가 드럼으로, 디스크 브레이크처럼 보이게 하는 방진 커버를 팔 정도다.# 요즘 국산 경차는 새차 뽑을때 옵션으로 차체 자세 제어장치(VDC)를 추가하면 후륜에도 디스크를 추가할 수 있다. 40만원 정도밖에 안 하니 고려는 해볼 수 있다.[5] 하지만 옵션으로도 후륜 디스크 브레이크를 달 수 없는 르노삼성 QM3와 쉐보레 스파크가 있다. 또한 이미 드럼 달고 출고된 중고차를 디스크로 개조하려면 차종에 따라 다르지만 허브나 차축을 몽땅 교체해야 하니 비용적으로 메리트가 없다.
DIH(Drum in Hat) 라는 일종의 하이브리드 시스템이 있다. 제동은 디스크브레이크가 하되 주차브레이킹은 드럼이 하는 방식. 디스크 브레이크 특성상 주차 브레이크로써의 성능은 떨어지기에 고안되었다. 전후 디스크 달린 차들의 로터 직경을 확인해보자. 앞쪽 디스크는 넓은데 뒷쪽은 좁다! 그리고 앞쪽은 허브가 날씬한데 뒷쪽은 뭔가 뚱뚱하다. 뒷쪽은 허브쪽에 드럼브레이크가 별도로 들어가니 어쩔수 없이 직경을 줄여야 하는 셈. 그런데 요즘은 디스크브레이크의 주차브레이크로써의 성능마저 향상되고 고급차종에 전자식 주차브레이크(EPB)가 보급되다보니 이 방식 역시 점차 줄어들고 있다.
하지만 중장비, 특히 트럭과 버스는 여전히 드럼 브레이크가 대세다. 이들은 확실한 제동력과 신뢰성이 우선이기 때문이다. 다른 획기적인 제동 시스템이 나오지 않는 한 리프 스프링 서스펜션과 함께 오래 사용될 가능성이 높다. 최근에는 디스크 브레이크도 많이 발전하여 변화를 보이고 있다. 대형차들도 옵션으로 디스크 브레이크를 차용할수 있고 에어 서스펜션을 차용하여 승차감도 더욱 좋게 할 수 있다.[6] 그리고 덤프트럭은 작업환경 특성상 드럼브레이크와 리프 스프링 서스펜션을 계속 쓸 것이다.
만약 드럼 브레이크 차량은 운행한다면 그에 맞는 운전 습관을 들여야 한다. 내리막 주행 때는 풋 브레이크만 너무 사용하면 드럼이 과열될수 있으니 엔진 브레이크로 감속해야한다. 또 대형트럭이나 버스는 리타더 브레이크(구식차량에는 없기도 하다)와 제이크 브레이크, 혹은 배기 브레이크를 적극적으로 함께 활용하기 바란다. 대형차량들은 제동상실이 바로 대형사고로 이어지기 때문에 더 각별하게 관리해야 한다.
대형차량의 에어브레이크는, 수동 라이닝 간극 조정방식과 자동 라이닝 간극조정(일명 깔깔이) 방식이 있다. 위에 구조도에 나온 방식은 자동 어저스트로, 수동 어저스트 방식은 간극이 브레이킹을 할수록 벌어져서 일정 주기마다 조정해야 한다. 자동 어저스팅은 저 어저스팅 모듈이 알아서 간극을 조정 해주는 방식. 하지만 자동 간극 조정도 만능은 아니므로 밀린다 싶으면 역시 조정해야 한다.
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자동차 브레이크 장치의 한 종류이다.
1. 개요
드럼을 이용한 브레이크 장치. 구조는 백플레이트, 휠 실린더, 브레이크 슈, 브레이크 드럼이 하나의 결합체로 차축에 붙어 있다. 기계식 캠[1] 혹은 휠 실린더가 브레이크 슈를 좌우로 압박하여 브레이크 슈에 있는 라이닝이 드럼을 잡아 제동한다. 디스크 브레이크의 구동방식에 비해서 복잡하나 오히려 가격이 저렴한 특징을 보인다.
2. 장점
- 제동력이 디스크보다 강력하다. 이는 자기배력공식 때문. 그래서 강한 제동력을 필요로 하는 대형트럭이나 대형버스에 자주 채용되는 이유.
- 복잡한 구조에 비해서 저렴한 이유는 폐쇄식이기 때문이다. 디스크 브레이크는 외부에 노출되어 오염되어도 높은 신뢰성을 보여야한다. 그걸 구현하려고 소재나 설계, 제조방식이 고도화되기 때문에 복잡한 구조를 구현하기보다 비용이 더 높다.
- 폐쇄식이라 먼지나 오염물질에 강하다.[2] 때문에 소모품 교체 주기가 길고, 라이닝이 쉽게 마모되지 않아서 상대적으로 정비를 자주 하지 않아도 된다.
3. 단점
- 열 방출이 미흡하다. 디스크는 개방형이라 냉각이 용이한 반면, 드럼은 폐쇄식이라 열배출이 어렵다. 과열 때문에 라이닝이 경화되어 페이드 현상을 일으키기도 한다. 드럼이 너무 과열되면 빨갛게 달아오르고 불이 붙는다. 어떻게든 열을 식혀보려고 드럼쪽에 냉각 블레이드를 설계해서 그나마 좀 식히게 한다던지, 드럼 안으로 공기를 통풍시키는 통기드럼을 쓴다던지 하는 노력도 했었다. 이렇게되면 내오염성이 당연히 많이 떨어진다. 살수 드럼이라는, 드럼에 물을 뿌리는 수냉시스템도 고안했었다. 어쨌든 이러한 이유로 트럭이나 버스가 뒤에 있을때는 안전거리를 충분히 주어야 한다. (차선 변경 후 바로 급브레이크를 밟으면....) 트럭은 자체하중+화물의 무게+페이드에 취약한 드럼의 조합 때문에 바로 멈추긴 어렵다.
- 위의 문제로 인해 열을 받게되면 오히려 디스크 브레이크보다 제동력이 더 떨어진다. 흔히들 하는 브레이크가 밀린다는 표현이 이 뜻이다.
- 습도가 높거나 비가 오면 드럼이 쌓인 분진 때문에 붙어버리는 문제가 벌어진다. 이때는 제동력이 급격하게 상승하여 살짝만 브레이크를 밟아도 땅에 내리 꽂듯이 급제동이 된다. 주로 차를 밤새 세워놓다가 그다음날 차를 다시 타고 나올때 이런 현상이 발생하는데 제동을 어느 정도 해서 브레이크에 열이 가해지면, 습기가 날아가면서 해결된다. 만약 운행을 한참 했는데도 이런 현상이 계속 나타난다면 정비가 필요하다.
- 폐쇄구조라서 점검이나 정비 모두 디스크 브레이크보다 어렵다. 일단 운전자가 겉만 봐서는 브레이크 시스템 자체가 드럼 속에 다 들어 있는지라 뭐가 문제인지 알 길이 없고(디스크 브레이크는 적어도 디스크의 상태 정도는 휠을 분리하지 않고 육안으로 점검할 수 있다), 알아보려면 휠을 분리하고 드럼을 벗겨내야 한다. 정비할 때도 마찬가지로 드럼을 분해한 뒤 브레이크 실린더와 라이닝을 교체한다. 다음에 드럼과 라이닝의 간극조절을 반드시 사람이 드럼을 돌려가며 한번 더 해야 한다. 일부 차종은 드럼을 분리하려면 허브베어링까지 분해해야 한다. 이때는 카센터 정비공 얼굴이 용암끓듯 시뻘게시며 30분 넘게 끙끙대기가 부지기수. 때문에 정비에 시간도 오래 걸리고 공임과 부품비용도 많이 들어간다. 다른 구성품의 내구성이 좋아도 혹여나 새로 교체한 실린더가 불량품이라 터지면 또 위의 과정을 반복해야 한다. 실린더는 실린더 양쪽 끝이 고무 부츠로 되있어서 이것이 오래돼 경화되면 쩍쩍 갈라져 터지기도 한다. 그래서 라이닝이 멀쩡해도 실린더가 터지면 브레이크 밟는 느낌만 이상하고 겉으로는 아무 문제가 없으니 운전자는 원인을 몰라 그냥 정비소에 가는 것이다.[3]
- 패드 분진 등 발생한 이물질이 시스템 밖으로 빠져나가기 힘든 구조다. ABS가 없는 차량이라면 큰 문제가 안되겠지만 ABS가 있는 차량은 톤휠이 오염되어 휠스피드 센서가 신호를 제대로 받지못해 ABS의 오작동을 일으키게 하기도 한다.
- 이력현상이 커, 브레이크 응답성이 나쁘고 따라서 ABS와 같은 전자장비를 적용하기 힘들다.
4. 현황
2012년 이후 기준 국내 시장 기준으로 경차[4]는 뒷바퀴만 드럼 브레이크를 단다. 소형차 이상에서는 앞뒤 모두 디스크 브레이크를 써 드럼 브레이크는 주력브레이크에서 퇴출된지 오래이다. 경차급에서 드럼 브레이크가 남은 이유는 후륜 브레이크가 상대적으로 부담을 적게 받아 전륜 디스크 브레이크보다 교체 및 점검 주기가 길기 때문. 즉 원가 절감 차원이다. 2018년 9월 현재는 QM3와 아반떼 AD 페이스리프트 기본 트림(옵션으로 디스크 브레이크 장착 가능)의 후륜 제동장치에 장착되고 있다.
일본의 경형 로드스터 다이하츠 코펜도 후륜 브레이크가 드럼으로, 디스크 브레이크처럼 보이게 하는 방진 커버를 팔 정도다.# 요즘 국산 경차는 새차 뽑을때 옵션으로 차체 자세 제어장치(VDC)를 추가하면 후륜에도 디스크를 추가할 수 있다. 40만원 정도밖에 안 하니 고려는 해볼 수 있다.[5] 하지만 옵션으로도 후륜 디스크 브레이크를 달 수 없는 르노삼성 QM3와 쉐보레 스파크가 있다. 또한 이미 드럼 달고 출고된 중고차를 디스크로 개조하려면 차종에 따라 다르지만 허브나 차축을 몽땅 교체해야 하니 비용적으로 메리트가 없다.
DIH(Drum in Hat) 라는 일종의 하이브리드 시스템이 있다. 제동은 디스크브레이크가 하되 주차브레이킹은 드럼이 하는 방식. 디스크 브레이크 특성상 주차 브레이크로써의 성능은 떨어지기에 고안되었다. 전후 디스크 달린 차들의 로터 직경을 확인해보자. 앞쪽 디스크는 넓은데 뒷쪽은 좁다! 그리고 앞쪽은 허브가 날씬한데 뒷쪽은 뭔가 뚱뚱하다. 뒷쪽은 허브쪽에 드럼브레이크가 별도로 들어가니 어쩔수 없이 직경을 줄여야 하는 셈. 그런데 요즘은 디스크브레이크의 주차브레이크로써의 성능마저 향상되고 고급차종에 전자식 주차브레이크(EPB)가 보급되다보니 이 방식 역시 점차 줄어들고 있다.
하지만 중장비, 특히 트럭과 버스는 여전히 드럼 브레이크가 대세다. 이들은 확실한 제동력과 신뢰성이 우선이기 때문이다. 다른 획기적인 제동 시스템이 나오지 않는 한 리프 스프링 서스펜션과 함께 오래 사용될 가능성이 높다. 최근에는 디스크 브레이크도 많이 발전하여 변화를 보이고 있다. 대형차들도 옵션으로 디스크 브레이크를 차용할수 있고 에어 서스펜션을 차용하여 승차감도 더욱 좋게 할 수 있다.[6] 그리고 덤프트럭은 작업환경 특성상 드럼브레이크와 리프 스프링 서스펜션을 계속 쓸 것이다.
만약 드럼 브레이크 차량은 운행한다면 그에 맞는 운전 습관을 들여야 한다. 내리막 주행 때는 풋 브레이크만 너무 사용하면 드럼이 과열될수 있으니 엔진 브레이크로 감속해야한다. 또 대형트럭이나 버스는 리타더 브레이크(구식차량에는 없기도 하다)와 제이크 브레이크, 혹은 배기 브레이크를 적극적으로 함께 활용하기 바란다. 대형차량들은 제동상실이 바로 대형사고로 이어지기 때문에 더 각별하게 관리해야 한다.
대형차량의 에어브레이크는, 수동 라이닝 간극 조정방식과 자동 라이닝 간극조정(일명 깔깔이) 방식이 있다. 위에 구조도에 나온 방식은 자동 어저스트로, 수동 어저스트 방식은 간극이 브레이킹을 할수록 벌어져서 일정 주기마다 조정해야 한다. 자동 어저스팅은 저 어저스팅 모듈이 알아서 간극을 조정 해주는 방식. 하지만 자동 간극 조정도 만능은 아니므로 밀린다 싶으면 역시 조정해야 한다.
[1] 요즘은 잘 안쓴다.[2] 물론 다카르 랠리같은 극한의 환경에서도 작동되는 디스크도 있긴하지만 공도용으로는 거리가 있다.[3] 반면 디스크 브레이크의 정비는 드럼브레이크보다 용이하다. 구성품이 대략 디스크, 캘리퍼, 실린더, 그리고 패드뿐이라 휠을 탈거하고 점검 후 문제를 진단한후에 교체하는데 까지 20분에서 40분정도 시간이면 완료된다. 교체시 정비분해에만 30~40분 이상 소모되는 드럼 브레이크와 비교하면 눈 깜짝할 사이라고 볼 수 있을만큼 빠른 셈이다.[4] 다만, 상대적으로 무게가 나가는 기아 레이는 전·후륜 디스크 브레이크를 쓴다.[5] 경차로 레이스 뛸 것이 아닌 이상 일반 운전자에게는 드럼브레이크도 충분하니 주머니 사정에 맞게 선택하자.[6] 최근에 나오는 트랙터 차량과 저상버스는 앞브레이크 한정으로 대부분 디스크이며, 뒷브레이크도 디스크를 쓰는 경우가 예전보다 늘었다.