보배드림

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안녕하세요. 어린이 카시트덕후이자 자동차 안전덕후 아이와차 입니다.

오늘 이야기해 볼 내용은 브레이크 캘리퍼 위치 이야기 인데요.

바퀴 안에 브레이크가 들어있는데,

어떤 차는 전륜 캘리퍼가 앞에 있기도 하고, 뒤에있기도 하고,

어떤 차는 후륜 캘리퍼가 뒤에있기도 하고, 앞에있기도 합니다.

왜그런걸까요?

그냥 재미로 한번씩 읽어보시라는 의미로 한번 시작해 봅니다.

제가 이 내용에 관심을 가지기 시작했던건 5년전쯤인데요.

아마도 아무도 신경쓰지 않는 부분일겁니다.

자동차를 안다고 자신하는 분들도 거의 이 내용에 대해 명쾌하게 답할 수 없을건데요.

그땐 이유를 몰랐지만

이제는 쬐금 알 수 있을 것 같습니다.

이 내용에 대해

아마도 자동차 브레이크 엔지니어링 설계하는 분이나, 자동차 부품사 설계 엔지니어 분들 몇몇만 이 내용에 대해 정확하게 설명 할 수 있을겁니다.

그래도 우리는 겉핥기라도 해야하기 때문에 ㅎ

한번 알아봐야겠지요?

 

 

전세계 모든 승용차는 거의 대부분 디스크 로터와 캘리퍼로 이루어진 브레이크 시스템을 갖추고 있습니다.

열심히 돌아가는 원판 디스크를 캘리퍼와 피스톤이 패드를 눌러서 마찰을 일으켜 차를 멈추는 시스템이지요.

이 시스템은 자전거, 킥스쿠터, 오토바이, ATV 등등 다양한 이동수단에 많이 적용됩니다.

아주 저속이거나 중량이 아주 적거나 큰 차량이나 값이 싼 이동수단은 다른 방식, 예를 들면 드럼, 또는 다른 방식의 브레이크를 사용하지요.

디스크 브레이크는 차량의 구동방식에 따라 거의 불문율과 같이 위치가 적용됩니다.

왜냐하면

엔진의 가로/세로 배치

스티어링 시스템의 위치

트랜스미션 변속기 위치

때문에 거의 확정적으로 위치가 정해지고,

여기에서 브레이크 시스템 냉각성능이라던지, 원가 문제, 차체 밸런스 튜닝 차원에서 위치가 바뀌기도 합니다.

일단 돌아가는 디스크를 뒤에서 잡느냐, 앞에서 잡는냐는

차체 거동에 상당한 영향을 미칩니다.

실내에 사람을 많이 태우지 않고, 운동성능만 생각하는 레이스카, 스포츠카의 경우에는

전/후 - 후/전의 위치를 선택합니다.

노즈다이브가 발생하는 전륜을 뒤에서 잡아주고,

후륜 디스크는 앞에서 잡아서 코너링, 브레이킹 무게중심을 최대한 중심부로 가져가는 것이지요.

FF 전륜구동 자동차 또는 전륜기반 AWD (전/전 - 후/후)

 

 

 

 

 

(전륜구동차에 많이 쓰이는 전륜 맥퍼슨 스트럿 구조, 스티어링이 뒤쪽에서 방향타를 움직이기 때문에 브레이크가 앞에 달림)

 

 

 

(전륜구동 차량들의 일반적인 브레이크 캘리퍼 위치 : 전/전 - 후/후)

 

 

아마도 우리 주변에 가장 많이 보이는 배치일거에요.

전륜 캘리퍼가 앞에 있고, 후륜 캘리퍼가 뒤에있는 방식이지요.

대부분의 전륜구동 자동차는

가로배치 엔진에

변속기가 바로 밑으로 들어가고

맥퍼슨 스트럿 서스펜션과

랙 피니언 스티어링이 엔진 뒤쪽으로 전자식으로 들어갑니다.

그렇다보니 브레이크 디스크 뒤쪽에 공간이 없어요.

그래서 대부분 전륜 캘리퍼가 앞에 위치 합니다.

전륜구동차량의 전륜 캘리퍼를 뒤쪽에 붙이는 것은 그만큼 리스크를 안는 것이기 때문에 잘 시도하지 않습니다.

 

그리고 후륜 캘리퍼가 뒤쪽에 붙게 됩니다.

후륜 캘리퍼가 뒤쪽에 붙는 이유는 실내공간과 부품들의 공간을 최대한 벌기 위해서입니다.

라인업 내에 AWD가 붙을 수도 있고, 서스펜션 리바운딩 범위 내에 실내공간이 침해 받을 수도 있기 때문에 최대한 패신저 카들의 후륜 캘리퍼는 방해를 막기 위해 뒤쪽으로 빼놓는 것이지요.

현대 기아자동차에 외국계 엔지니어와 디자이너 전문가들이 많지 않았던 불과 10여년 전만 해도 이런 내용을 알지못해

그냥 싼타페, 쏘나타, 아반떼 같은 전륜구동 차량의 캘리퍼가 전/후 - 후/후 위치하기도 했습니다.

내차가 전륜구동인데 캘리퍼가 전/전 - 후/전 이라면 그 차는 코너링을 거의 포기 한 차량이라고 보면 되겠습니다.

거의 이런 경우는 없는데 전/후 - 후/후 라면 제조사가 몰라서 적용한 경우가 많고, 브레이킹 성능은 꽤 좋을 것입니다.

 

 

FR 후륜구동 자동차 또는 후륜 기반 AWD

(후륜구동차량에 많이 쓰이는 더블위시본 서스펜션 구조, 스티어링이 엔진, 변속기, 서스펜션 앞에서 방향을 바꿈)

많은 후륜기반 차량들이 세로 배치 엔진과 변속기, 그리고 랙 피니언 스티어링이 엔진 앞쪽에 꽂히고, 더블 위시본 서스펜션을 채택합니다. 그러므로 기본적으로 전륜 캘리퍼가 뒤쪽에 위치하는 것이 불문율입니다.

후륜 캘리퍼의 위치는 차종에 따라 달라지는데요.

(포르쉐 911 전/후 - 후/전)

(제네시스 G70 전/후 - 후/전)

- 고성능 후륜구동 자동차 (전/후 - 후/전)

스포티한 차량들은 대부분 전/후 - 후/전의 배치를 하고 있습니다.

차체 앞쪽의 브레이킹으로 인한 노즈 다이브를 최소화하고, 후륜의 무게배분과 추종성, 핸들링, 브레이킹 성능을 높이기 위해 후륜 브레이크 캘리퍼를 앞에 위치시킵니다.

 

(포드 익스페디션 전/후 - 후/후)

 

(제네시스 G80 전/후 - 후/후)

(RAM 1500 픽업트럭 전/후 - 후/후)

- 고중량 후륜구동 자동차 (전/후 - 후/후)

후륜구동이면서 무게가 많이 나가는 픽업트럭이나 사람을 많이 실어나르는 중량이 무거운 SUV들은 핸들링보다 브레이킹 성능이 우선시 되기 때문에 전/후 - 후/후의 배치를 합니다.

사람도 많이 수송하고 짐도 많이 싣고 다니는 차들은 곧죽어도 브레이크는 확실하게 멈춰야 하기 때문에 앞으로 고꾸라짐 없이 뒤쪽에서 묵직하게 잡아야 합니다.

후륜에는 디퍼렌셜과 드라이브 샤프트 등의 후륜 전용 부품들이 지나가기 때문에 후륜 캘리퍼가 뒤쪽에 배치되기도 하고요.

때문에 기술적으로 한단계 더 들어간 엔지니어링과 비용을 감당해야하기도 합니다.

그래서 저렴이 후륜구동차량들이 대부분 이러한 캘리퍼 배치를 합니다.

일반적으로 그렇고요.

독일 후륜구동 차량들의 풀 브레이킹 시에 차체가 땅바닥으로 균일하게 파묻히듯이 멈추는 것을 보신 분들 계실겁니다.

전륜 캘리퍼가 뒤에있어서 그런 효과가 나오는 경우로 볼 수 있고요. (물론 서스펜션도 좋음)

(싼타페 DM 시절 전/후 - 후/후)

예외도 있습니다.

내차는 전륜구동인데 캘리퍼가 전/후 - 후/전 이라면 그것은 자동차 브랜드가 엄청 똑똑하거나 멍청한겁니다.

전륜구동인데 전/전 - 전/전 이면 기술력이 없어서 브레이크 시스템을 통으로 사왔거나 코스트 절감 구형 플랫폼일 확률이 높습니다.

또

내차는 후륜구동인데 캘리퍼가 전/전 - 후/후 배치라면 그것 또한 제조사가 엄청 똑똑하거나 멍청한 것입니다.

스포츠카인데 전/후 - 후/후라면 기술력이 없어서 브레이크 시스템을 통으로 사왔거나 트럭이나 구형 플랫폼으로 제작한 저렴한 플랫폼일 확률이 높고요.

(현대 기아자동차가 오랜기간 그래왔습니다. 아반떼 MD, YF쏘나타, 싼타페 DM시절까지만 해도 일관성 없는 브레이킹 시스템을 적용해왔어요.

현대/기아가 가장 중요한 안전장치에 대해 깨달은 시점이 불과 15년 안팎이라는 점입니다. 외국인 디자이너들과 엔지니어들을 영입하고, 수입차들을 연구용으로 지속적으로 구입해 뜯어보면서 지금에서야 글로벌 스탠다드로 자리잡게 되었죠.)

(포르쉐 타이칸 전기차 전/전 - 후/후)

전기차

최신 전기차들은 또 이야기가 다릅니다.

엔진과 변속기가 없기 때문에 캘리퍼 배치가 자유로운 편인데요.

배터리 팩 위치의 영향을 받는 차량들은 대부분 전/전 - 후/후 배치를 하더라고요.

테슬라는 신기하게도 전/후 - 후/후의 배치를 하기도 하고요.

(테슬라 전/후 - 후/후)

(람보르기니 전/후 - 후/전)

(고성능 바이크 전/후 - 후/전)

멈춤과 회전에 있어서 차체 거동 성능에 가장 밸런스 좋은 캘리퍼 위치는 전/후 - 후/전 이며,

가장 안좋은 위치는 전/전 - 후/전 배치 입니다.

(핸들링? 노즈다이브? 난 그런거 모르겠다. 남는공간에 캘리퍼 끼운다 볼보 XC90 전/전 - 후/전)

(구형 플랫폼 그대로 쓴다. 닛산 무라노 전/전 - 후/전)

(스포츠칸데 잘 모르겠어, 브레이크 시스템 설계를 통으로 맡겼더니 이렇게 주더라고. 제네시스쿱 전/후 - 후/후)

(후륜 조향시스템도 있고, 여러모로 가장 좋은 배치를 선택. 메르세데스 S클래스 전/후 - 후/전)

 

 

 

100% 그래야만 한다는 것은 아니지만, 대부분 99.9% 의 양산 자동차들은 이런 식으로 브레이크가 설계됩니다.

결국 구동방식에 따른 최적의 브레이크 시스템이 있는데,

이를 거스르는 것은 어떤 설계상의 이유가 있다는 이야기 입니다.

시간많고 심심하실 때, 내차의 브레이크 캘리퍼는 어디에 붙어있는가 보시면 이해가 되실겁니다.

요기까지 심심풀이 브레이크 캘리퍼 이야기 였습니다.

 

 

 

 

 

 

 

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