브레이크 캘리퍼 기술 및 작동

브레이크 캘리퍼는 차량 제동 시스템의 필수 부품입니다. 유압 에너지를 기계 에너지로 변환하는 것이 주요 기능입니다. 이러한 변환은 마스터 실린더의 유압이 캘리퍼 피스톤에 작용하여 패드를 디스크에 밀착시키고 차량을 감속 또는 정지시키는 데 필요한 힘을 생성할 때 발생합니다.

브레이크 캘리퍼 유형: 플로팅 및 고정식

플로팅 캘리퍼

플로팅 캘리퍼는 캘리퍼의 한쪽에 피스톤(일반적으로 하나 또는 두 개)이 있는 것이 특징입니다.

피스톤은 패드 중 하나를 디스크에 직접 밀고, 다른 패드는 특수 가이드에서 미끄러지는 플로팅 캘리퍼 본체의 움직임에 의해 밀립니다.

플로팅 캘리퍼는 일반적으로 중형 차량과 소형 상용차(LCV)에 사용됩니다. 일반적으로 구상 흑연 주철로 만들어집니다.

고정 캘리퍼

고정 캘리퍼는 차량의 서스펜션 시스템에 단단히 부착된 단일 바디가 특징입니다.

여기에는 브레이크 패드에 반대 방향으로 작용하는 두 개 이상의 피스톤이 들어 있습니다. 경우에 따라 “차별화된 피스톤”, 즉 동일한 하프 하우징에 다른 크기의 피스톤이 사용되는 경우도 있습니다.

고정 캘리퍼는 중급 및 고급 스포츠 차량에 사용되며 일반적으로 알루미늄 합금으로 만들어집니다.

즉, 플로팅 캘리퍼는 가격이 저렴하고 설치 면적이 더 작다고 할 수 있습니다. 또한 견고하고 다양한 시스템에 의해 작동할 수 있습니다. 반대로 고정식 브레이크 캘리퍼는 더 가볍고, 마모가 더 고르고, 잔류 토크가 적고, 디자인 측면에서도 우수합니다.

일체형 및 투피스 캘리퍼

고정 캘리퍼는 하나의 블록(모노블록) 또는 두 개의 개별 피스로 만들 수 있습니다. 모노블록 캘리퍼는 단일 주조로 제작되기 때문에 나사나 볼트가 없어 질량/유체 변위 비율이 더 우수하고 모양이 유연합니다. 또한 conical draft가 없기 때문에 방사형 공간을 덜 차지합니다.

반면 투피스 캘리퍼는 가공에 특별한 공구가 필요하지 않으므로 제작 및 조립이 더 쉽습니다.

브레이크 캘리퍼의 올바른 작동은 부품 제작 품질, 올바른 조립 및 재료 선택 등 여러 가지 요인에 따라 달라집니다. 피스톤의 부드러움, 라이닝 품질 및 체적 흡수(캘리퍼의 변형으로 인해 제동 시 흡수되는 브레이크 액의 양을 의미)는 빠르고 정확한 제동 시스템 반응을 달성하는 데 결정적인 요소입니다.

브레이크 캘리퍼의 주요 구성품

브레이크 캘리퍼는 여러 구성품으로 이루어져 있습니다:

캘리퍼 본체: 스트레스를 견뎌야 하며, 패드가 디스크에 고정되고 피스톤 시트를 수용해야 합니다.
실린더: 피스톤을 수용하고 유압 밀봉 기능을 제공하여 제동 시 피스톤이 원활하게 움직일 수 있도록 합니다.
피스톤: 피스톤은 유압을 기계적 힘으로 변환하여 패드에 직접 적용합니다. 패드에서 브레이크 액으로의 열 전달을 제한하기 위해 단열재로 만들어집니다. 또한 고온에서 변형되지 않고 브레이크 액과 호환되도록 설계되었습니다.
슬라이딩 가이드: 캘리퍼 본체와 고정 지지대 사이의 상대적인 움직임을 허용하여 제동력이 고르게 가해질 수 있도록 합니다.
씰: 최대 350bar의 압력과 -40°~+200°C의 온도에도 불구하고 브레이크 액의 밀봉을 보장하고 제동 후 피스톤이 원래 위치로 돌아갈 수 있도록 합니다(roll-back 기능). 이와 유사하지만 반대 방향인 이 특수 씰은 디스크의 측면 변형으로 피스톤이 뒤로 밀릴 경우(knock-back 기능) 올바른 작동 위치로 되돌립니다. 이렇게 하면 제동 스트로크가 공칭보다 길어지지 않습니다. 또한 피스톤 씰은 작동 중에 접촉하게 될 유체와 호환되어야 합니다(DOT 브레이크 액의 경우 EPDM, 미네랄 오일의 경우 HNBR).

더스트 커버: 피스톤 실린더를 먼지와 습기로부터 보호하여 손상과 부식을 방지합니다.
브레이크 패드 스프링: 제동 후 패드를 원래 위치로 되돌려 줍니다. 또한 스프링은 패드가 각 피스톤에 밀착되도록 유지합니다. 스테인리스 스틸 또는 부식 방지 코팅이 된 스프링 스틸로 만들어집니다.
블리드 나사: 캘리퍼에서 공기가 빠져나가도록 하여 블리딩을 가능하게 합니다.
Fastening ears: 이 부품은 브레이크 캘리퍼를 허브 캐리어에 고정합니다. 구조 요구 사항에 따라 방사형 또는 축 방향일 수 있습니다.
방사형 구멍: 더 큰 직경의 디스크를 사용할 수 있고, 토크에 의한 변형을 제한하며, 패드가 더 고르게 마모되도록 촉진합니다.
축방향 구멍: 평행하기 때문에 드릴링이 더 쉽고 플로팅 캘리퍼를 장착할 수 있습니다.

라인

다른 핵심 구성품은 브레이크 캘리퍼를 공급하는 라인입니다. 라인은 고무와 금속 브레이드 및/또는 단단한 금속 파이프로 만든 유연한 것일 수 있습니다.

가장 적합한 라인은 구조 및 성능 요구 사항에 따라 선택됩니다. 예를 들어 고성능 차량의 브레이크 라인은 캘리퍼 근처의 단단한 파이프 세그먼트와 유연한 호스로 구성될 수 있습니다. 이 솔루션이 채택되는 이유는 단단한 파이프가 적절한 단열을 제공하여 캘리퍼에서 발생하는 고온으로부터 유연한 부품을 보호하기 때문입니다.