베이퍼 록(Vapor Lock)과 페이드(Fade) 현상

[라용균]

• 긴 내리막길 등에서 짧은 시간에 풋 브레이크를 지나치게 자주 사용하면 마찰열이 발생하게 된다. 
• 이로 인해 브레이크 오일 속에 기포가 형성되어 브레이크가 잘 작동되지 않거나(베이퍼 록 현상)이 마찰열 때문에 라이닝이 변질하여 마찰계수가 떨어지면서 브레이크가 밀리거나 작동되지 않는 현상(페이드 현상)이 발생할 수 있다.

1. 개요[편집]

베이퍼 록(Vapor lock) 현상은 유압식 브레이크에서 발생하는 이상현상의 하나이다. 이 현상이 일어나면 브레이크가 제 동작을 못하기 때문에 매우 위험하다.

액압을 이용하는 경우 끓어오른 브레이크액 기체나 외부에서 유입된 공기가 관 내에 머무르면서, 압력을 가하여도 기체가 압력을 전달하지 못하고 압축되거나 팽창하면서 관련 장치가 제 기능을 못하게 된다. 베이퍼 록이라는 용어 자체는 자동차의 경우에 연료 압송 파이프에 공기가 들어가 압송이 원활하지 않은 경우 등을 지칭할 때도 쓰이지만, 주로 브레이크 관련 현상을 가리키므로 이 글에서도 이것에 대해서만 설명한다.

간혹 대형트럭 및 버스의 내리막길의 주요 사고원인이 베이퍼 록 때문이라는 기사를 쓰기도 하는데, 당연히 이는 전혀 말이 안된다. 이유는 간단한데, 대형트럭은 에어브레이크를 사용하기 때문에 브레이크액 자체를 사용하지 않기 때문이다.[1]

2. 상세[편집]

베이퍼 록 현상은 브레이크 액 내에 기포가 차는 현상으로, 이는 패드나 슈의 과열로 인해 브레이크 회로 내에 공기 기포가 차게 되어, 브레이크 회로내에 공기가 유입되어 브레이크가 듣지 않는 것 같은 상태가 되는 것이다.

베이퍼 록 현상은 다음과 같은 상황에서 발생한다.

• 한여름에 매우 긴 내리막길에서 풋 브레이크를 지속적으로 사용한 경우.

• 브레이크 오일을 교환한 지 매우 오래 된 경우.

• 저질 브레이크 오일을 사용한 경우.

내리막길에서 풋 브레이크를 지속적으로 사용하면 패드의 열로 인해 액이 비등하여 기포가 차게 되고, 더욱이 저질 액의 경우엔 비등점 자체가 낮기 때문에 문제가 더욱 발생하기 쉽다. 그리고 오래된 액의 경우 액 자체가 약간씩 변성하면서 물로 분해된 액들이 수증기로 변성하기 쉬워진다.

이 현상이 위험한 이유는 이 현상이 일어나면 브레이크가 전혀 듣지 않기 때문으로, 여름철에 브레이크 장치의 고장으로 나는 사고는 이 현상으로 인한 경우가 많다.

베이퍼 록 현상이 일어나면 당황하지 말고 의도적인 저단 기어 변속을 통한 엔진 브레이크를 이용하여 속도를 줄이고, 주차 브레이크를 이용하여 약간씩 제동을 걸어주는것이 좋다. 단 당황하여 주차 브레이크를 끝까지 당길 경우 후륜이 잠기면서 균형을 잃고 좌우로 차가 스핀하게 된다. 고갯길에서 베이퍼 록 현상이 일어난 경우엔 가드레일에 끌듯이 받아서 속도를 줄여 멈추는 방법도 있다. 대관령이나 미시령 관통도로 등에는 내리막 급커브 전에 긴급제동시설이라고 하여 잡석으로 상구배를 만들어 브레이크 계통에 문제가 생긴 차량을 긴급정차시킬 수 있는 설비가 되어 있다. 여기에 차를 집어넣으면 십중팔구 범퍼부터 서스펜션 계통을 포함한 차량 하부가 파손되겠지만 확실하게 차를 세울 수 있으며, 목숨도 확실하게 구할 수 있으니 차 부서지는 생각 하지 말고 긴급시에는 단호하게 비상정차대에 차를 집어넣자. 명심해라, 자동차가 당신의 목숨보다 소중하지는 않다!

이 현상을 방지하기 위해서는 브레이크 액의 점검을 일상화하고 주기적으로 교환하며[2] 가능하면 비등점이 높은 브레이크 액[3]을 사용하는 것이 좋다.

페이드 현상

최근 수정 시각: 2017-09-16 00:51:46

1. 개요2. 상세3. 대처4. 예방

4.1. 주행법4.2. 튜닝

1. 개요[편집]

자동차가 달릴 때 브레이크를 밟아도 제동이 되지 않는 현상. 페이드 초기일 경우 제동력이 존재는 하지만 자동차에 자전거 브레이크를 단 듯 줄줄 밀린다. 중요한 건, 제동 하려고 풋 브레이크에 의존할 수록 더더욱 밀리다가 제동력이 사라진다. 페이드 중,후기면 지못미. 원인은 설계상 한도를 넘긴 브레이크 사용으로 인한 브레이크의 과열이다.

영문 자료를 열람할 경우 베이퍼 록 현상을 fluid fade라고 하는 경우도 있다. 베이퍼 록이 브레이크 작동을 지시하는 유압 계통의 과열로 인한 것이라면 페이드는 실제 제동을 하는 단계의 과열이 원인이다. 이러나 저러나 지나치게 잦은, 너무 과격한 브레이크 조작이 원인인 만큼 안전 운행을 하면 이런 문제를 만날 일은 보통은 없다. 물론 정기적인 점검을 비롯한 자동차 관리가 되어있는 상태에서의 이야기다.

2. 상세[편집]

브레이크 패드의 과열로 인한 현상으로, 브레이크란 운동에너지를 열 에너지로 모두(대부분) 전환하여 제동하는 장치이다. 그렇게 발생한 열은 주로 로터(디스크)나 드럼이 복사와 전도로 발산하는데, 제동으로 발생하는 열이 브레이크 시스템의 열 발산 능력보다 많을 경우 패드(슈, 라이닝)와 로터(드럼)의 온도는 점점 올라간다. 브레이크 패드는 사용 목적에 따라 정상 작동 온도 범위가 있는데, 이 범위를 벗어날 경우[1] 마찰계수가 작아져 브레이크가 동작은 하는데 기능을 하지 못하게 된다 패드가 로터를 잡는 동작은 한다. 근데 제동이 안되지. 맨땅에 넘어져서 슬라이딩 하면 금방 멈추지만 마찰계수가 작은 얼음판에 넘어지면 꽤 오래 미끄러지는걸 생각하면 된다. [2]

구불구불한 길에서 가,감속이 반복되는 빠른 주행을 하거나, 내리막에서 풋브레이크 만능주의 때문에 일어나기도 한다. 열 용량이 작거나 작동 온도범위가 낮은 순정 브레이크의 경우 더운 날 보다 잘 일어난다.

굳이 경험을 해보고 싶은 사람은 아무도 없는 곧은 길에서, 빠른 속도까지 급가속 후 급제동을 수 회, 차종에 따라 수십 회 반복하면 서서히 느껴진다. 브레이크를 밟을수록 점점 제동력이 줄어드는 것에 유의. 주의 할 점은 절대로 ABS가 작동하면 안된다.[3]

심하면 베이퍼 록 현상까지 유도하기도 한다. 대부분 고갯길에서 밟아대다가 코너링하겠다고[4] 브레이크 밟아대서 더블 크리로 터지는데[5] 내리막에서 이 상황 벌어지면 베이퍼 록 현상에서 멈추듯이 멈춰야 하지만 만약 그 내리막에서 가드레일 시설이 제대로 안박혀있다면... 흠좀무

3. 대처[편집]

페이드는 전기 스위치처럼 ON/OFF가 아니라 서서히 오는데[6] 초기에 운전자가 느끼고 주행 페이스를 낮추어 브레이크 냉각을 돕는게 제일이다. 영 무서우면 페이스를 낮추는 데서 멈추지 않고 엔진브레이크를 이용하여 풋브레이크가 필요 없을 정도까지 감속한 후 천천히 주행하면 된다. 보통 일찍 잡은 페이드는 10분정도 서행을 해 주면 다 식어 없어진다. 

민감하지 못한 일반 운전자의 경우 내리막을 주행하다가 브레이크 느낌은 정상인데 차가 안 서는 경험을 하는데.. 이 경우 두 가지로 구분된다.

• 목숨 걸고 이니셜D를 따라하다가 어어 브레이크가 안 듣네

• 합법적인 주행을 하는데 브레이크가 "갑자기" 안 듣는 경우

전자의 경우 요단강, 후자의 경우 과속을 하지 않은 상태이기 때문에 (안전운전자의 입장에서) 본인이 느끼기에 좀 빠르다 싶어도 웬만한 차는 핸들 조작만 부드럽게 해주면, "오오오, 내 차가 이런 수준의 코너링을?!" 하면서 다 돌아 나간다.[7] 페이드를 느끼는 순간 침착하게 저단 기어로 변속하고 부드럽게 주차브레이크를 사용할 수 있다면 더 좋다. 개념 있는 차량 운행을 할 경우 일반 운전자의 경우 페이드가 뭐임? 먹는거임? 하며 길고 긴 카 라이프를 즐길 수 있겠다.

마지노 선 격으로 비상정차대가 있고, 자돌폭뢰 식으로 암벽이나 가드레일에 차를 문질러서 세워도 된다. 근데 예방을 철저히 하고 브레이크 페달 느낌에 집중한 운전자라면 조금만 버티면 사라지니 아까운 차를 문지르진 말자. 차를 손발처럼 다룰 수 있는 사람이라면, 그 상황까지 가지도 않겠지만, 사이드브레이크를 당겨서 스핀해서 멈춰도 된다.[8]

4. 예방[편집]

페이드를 어떠한 경우에도 일어나지 않도록 완전히 막을 순 없지만, 브레이크에 부담을 덜 주는 주행을 하거나 관련 부품을 개조하거나 교체, 새로 장착 하는 등의 돈지랄하드웨어적인 변경으로, 본인이 사용할 온도 범위 안에서 방지할 수는 있다.

4.1. 주행법[편집]

내리막길에서는 풋 브레이크의 잦은 사용이 페이드 + 베이퍼 록 현상의 원인이 된다. 긴 내리막이 예상될 경우한계령이라거나 대관령이라거나 예상이고 개뿔이고 표지판이 다 있지 않냐? 미리 저단 기어로 변속후 적당한 속도로 주행한다.[9] 엔진 브레이크항목 참조

중요한 것은 브레이크 페달을 밟는 시간을 최대한 줄이는 것. 운전을 잘 하는 사람이건 초보운전자건 이 점은 같다. 간혹 경사가 심하면서 계속 급한 코너가 계속 반복되는 국도를 주행한다면 아예 한번에 주파하려 하지말고 2, 3회 나눠서 간다 생각하고 도중에 도로밖에 차를 세우고 쉬었다 다시 출발하는것도 하나의 방법이다. 특히나 리타더나 COTV등의 화물차용 브레이크 보조 장치가 없는 1톤 화물차에 짐을 만재했을땐 엔진브레이크를 걸려해도 RPM이 자꾸 올라가 풋브레이크를 쓸수밖에 없으니 너무 긴 내리막구간이라면 쉬어가는것이 최선이다. 짐을 조금만 싣고 다니면 안될려나

4.2. 튜닝[편집]

일단, 자신의 주행에서 페이드를 경험한다면 양산차로 F1 뛸 게 아니기 때문에 최대한 저렴한 방법부터 시작한다.

대부분의 양산차는, 일부 고급차종을 제외하고 절대다수의 자동차들은 DOT-3급의 브레이크 액이 사용된다. 현재 판매중인 브레이크 액 규격중에 내열성능이 가장 낮은 브레이크 액인데, 가격이 워낙싸서 대부분의 차량에 순정으로 공장에서부터 채워져 출고된다. 이 DOT 규격을 높은것으로 바꾸면, 브레이크액의 끓는점이 높아져서 내열성능이 크게 향상된다. DOT 5/5.1/6의 경우엔 레이스용으로 주로 사용한다. 내열성능이 매우 높지만, 일단 실리콘계 액상베이스라서 기존의 DOT-3/4 규격의 브레이크 액과는 절때 한방울도 섞여서는 안되기때문에, 이놈들을 사용하려면 무지막지한 공임을주고 브레이크 라인 전체를 청소를 하던가, 라인 전체를 신품으로 교환하여야 한다. 부품값 저렴한 소형차 조차도 이런식으로 하게되면 100만원은 우습게 깨진다. 이런 여러 이유로 이 글을 읽고있는 대부분의 위키러들에게는 서킷주행용 펀카를 소유하고 있지 않는한, DOT-5/5.1/6등급의 브레이크 액은 전혀 필요가 없다.
대신, DOT-4 등급의 브레이크 액으로 교체하면 되는데, 일반적으로 등급이 올라가면 수명이 짧아지는 다른규격의 브레이크 액과는 다르게, 이 DOT-4규격은 오히려 DOT-3규격보다 수명도 길다! 내열성이 좋아져서 페이드 현상을 훨씬 줄여주는 것은 말할것도 없거니와, 몇몇 제품에서 찾아볼수 있는 ABS용 DOT-4 브레이크 액들은 점도가 낮아, 펌프의 반응과 동작속도까지 빨라지기 때문에 ABS/TCS는 물론, ESP 전체의 제어력까지 조금 더 올려주는 보너스를 덤으로 챙길수 있다.

브레이크 패드를 내열성이 우수한 제품으로 교환하면 된다. 그러나 외계인을 잡지 않은 이상 얻는게 있으면 잃는게 있다. 이 경우엔 아닌데 내열성을 얻으면 덤으로 분진과 소음까지 따라온다. 본격 경주용 급의 패드를 사용할 경우 정상 작동온도가 되지 않은 상태에서는 끼익 끼익 소리가 심하게 나는데, 본인은 탈만 하지만 보행자에게는 음파병기가 되므로 민폐에 주의하자. 보너스로, 정상 작동온도에 미치지 못한 상태로 운행하면 메탈 패드의 로터공격성을가벼워진 지갑실감하게 된다. 패드는 닳지도 않았는데 로터를 교환해야 하는 상황이 오는건 6개월도 안 걸린다.
국내에서 구하기 힘들거나 제조사의 독과점으로 관련 부품을 구하기 힘든 차종의 경우 FMSI[10] 일련번호와 원하는 컴파운드를 지목해서 해외에 있는 회사들에 주문할 경우 3-4일이면 뚝딱 만들어서 부쳐준다. 배송시간은 별도 / 영어가 되는 차덕에 한해

또 하나의 방법은 에어덕트를 마련해 브레이크로 외부 공기를 유입, 냉각시켜 주는 것이다. 쉽게 찾을 수 있는 KSF 경주용 차 앞에 보면 비행기 공기구멍같이 생긴 두개가 브레이크 덕트라고 하더라. (사진 또는 확인 필요)

이 사진에서 덕트 말고 중요한건, 캠버조절식 위쪽 볼조인트아래쪽 볼조인트는 캐스터 조절식?!, KW 일체형, 방향성 2피스 로터까지(쉽게 말해 돈 들인 차) 장착되어 있는데도 캘리퍼는 1피라는것. 

디스크 로터는 크고 아름다울 수록 좋다. 두께도 중요하다 ㄷㄷ 요즘 차는 벤틸레이티드 디스크가 아닌게 없으므로 보통 순정 브레이크는 원가절감이지직선 베인을 사용하는데 비해 고성능 로터는 회전시 통풍(?)에 최적화 된 곡선 베인을 사용한다. 간혹 로터에 구멍을 숭숭 뚫으면 냉각이 엄청 잘 되는 줄 아는 사람이 있는데 그건 70년대 석면패드 시절 발생하는 가스를 방출하기 위한거지, 타공 vs 비 타공 로터의 냉각성능의 차이는 2%미만이라고 한다. 게다가 한번 달아오르면 타공 주변으로 로터가 갈라지기 시작하니 제발 멀쩡한 로터에 구멍내서 쓰거나 사제 타공 로터를 찾지 말자. 차량제조사/권위있는 브레이크 제조사에서 원래 그렇게 만든 것 제외.
문단 머리에 크고 아름다울 수록 좋다고 했는데 아름답다는건 .. 예쁘게 생긴 알루미늄 햇(hat)을 사용한 2피스 로터가 가볍고 방열성도 더 좋기 때문이다.로터에 모에선을 쬐면...?

디스크 브레이크의 경우 크고 아름多운 多피스톤 캘리퍼는 패드와 로터의 마찰면 압력을 고르게 분포하여 플로팅 1-2피스톤 캘리퍼를 사용시 일어나는 디스크 중간만 빨개진다던지 하는 현상을 줄여서 페이드가 날 때까지 시간을 늘려준다. 그러다 한방에 훅 가지. 부수적인 효과로 다피스톤 캘리퍼는 캘리퍼1개당 패드 1조가 아니라 2,3조를 쓰는 경우도 있는데 이 경우 패드 재질의 양이 많아져서 페이드가 늦춰진다. 이 덕에 훅 가진 않는듯
낮에는 귀가 밝으신 사(회)장님이나 내무부장관님을 모시고 밤에는 달리는 지킬박사와 하이드 같은 자동차가 아니라면 멀티피스톤까지 쓸 필요 없다. 패드, 덕트, 로터까지 업그레이드 했는데도 페이드가 나서 줄줄 밀린다면 운전을 정말 생각 없이 하거나, 정말 잘 하는 것이니 프로 입문을 고려해보길. 두가지 모두 풀 브레이킹이나 스레스홀드 브레이킹(ABS가 작동하지 않는 내에서 타이어의 최대 정지 마찰력을 지키는 한에서 브레이킹 하는것)을 말하므로 실제 실력이 F1드라이버고 그 실력을 완전히 발휘하고 있다면 뒤에서 차가 들이박을 것이다.

[1] 과열 뿐만 아니라 하드코어한 경주용 패드는 일반 운전자처럼 주행할 경우 오히려 너무 "차가워서" 제동이 잘 안 된다. 고로 판매할 때 제조사가 필히 "공도에서 사용하기에 부적합한 제품입니다"라고 명기. 단 여기서 차갑다는 건 섭씨 3-400도 미만이 차갑다고 하는것. 카본세라믹 로터+패드의 경우 (흔히 말하는 "세라믹" 아님) 정상작동온도가 500도 이상이다.[2] 보통 튜닝 관련 매체들을 보면 가끔 급브레이크로 인해 로터가 말 그대로 시뻘개지는 장면이 있는데 이것들은 그 온도 범위에서 정상작동하게 설계된 경주용 패드를 쓴거니 걱정 말자. 순정패드로 로터 굽기를 시도하다간.. 더 이상의 자세한 설명은 생략한다[3] ABS는 페달을 길게 밟을때에만 작동한다.[4] 참고로 코너에선 레이싱에서나 공도에서나 코너 진입 전에 감속하고 코너 출구에서 재가속하는 것이 원칙이다![5] 일본에서도 이니셜 D 괜히 따라하다가 이렇게 가버린 사람들이 꽤 있다.[6] 말이 서서히지 급감속 한번에 초, 중, 후기를 다 경험할 수도 있다.[7] 의외로 우리가 흔히 타고다니는 승용차도 당신이 상상하는 이상으로 횡가속도를 꽤나 잘 버틴다.하지만 위험하므로 괜히 시험하려 하지는 말자[8] 다만 차가 많을 땐 당연히 쓰지 말자.당신의 목숨은물론이고 다른 이까지 날려버릴 수 있다.[9] 자동변속기 차량은 2, 또는 L모드나 수동변속모드를 활용하면 된다.[10] Friction Materials Standards Institute. 이세상에 존재하는 모든 패드 형상에 일련번호를 매겼다. 브레이크 덕후가 덕업일치를 위해 세운 기관은 아닐까.

[라용균]

어제 시험에 나온건데 너무 아쉬워요~~ㅠㅠ