스크랩 [할리공부-75] 유압식 디스크 브레이크의 구조

[펀치(더할리)]

더할리 클럽의 펀치입니다.

이 글에 등장하는 모든 자료는

제가 구글과 유튜브를 검색해서

모은 내용을 정리한 것인데,

바이크 구조나 정비 쪽으로는

거의 문외한이라 내용 중

잘못된 부분이 있을 수 있으니

지적해 주시면 반영하겠습니다.

자료를 정리하면서 자가 정비의 달인

흥달님의 도움을 많이 받았습니다.

깊이 감사드립니다.

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 디스크 브레이크의 등장 

대부분의 브레이크는 운동 에너지를

마찰을 통해 열 에너지로 바꿔

소멸시키는 방법으로 제동을 합니다.

바이크의 개발 초창기에는

스푼형, 밴드형, 드럼형의 브레이크를

사용했지만, 바이크 성능이 좋아지고
속도도 빨라지자 예전의 브레이크로는

효율적인 재동이 어려워졌습니다.

이런 문제의 해결을 위해 탄생한 것이

유압을 이용해서 제동을 하는

유압식 디스크 브레이크이며,

현재 대부분의 차량, 바이크, 자전거
등에서 널리 사용되고 있습니다.

유압식 디스크 브레이크 시스템

캘리퍼 타입의 디스크 브레이크가

처음 등장한 시기는 1902년이며,

개발자인 Frederick William은

이 제품으로 특허까지 받았지만

디스크의 재질을 구리로 선택하는

바람에 성공을 거두진 못했습니다.

디스크 브레이크는 초기에는 레이싱용

바이크에만 사용되다가, 1969년

혼다가 CB750을 출시하면서

점차 대중화되었습니다.

참고로 혼다 CB750은 출시 당시

연간 1,500대의 판매 목표를 세웠으나

예상을 뛰어넘어 월 3,000대가 넘게
판매된 빅 히트 모델입니다.

혼다  CB750

  디스크 브레이크의 구조 

유업식 디스크 브레이크는

다음과 같은 부품들로 구성됩니다.

브레이크 레버

마스터 실린더

브레이크 라인

캘리퍼

브레이크 패드

디스크(로터)

브레이크 레버와 실린더

디스크 브레이크 어셈블리의 구조

 브레이크 레버 

브레이크 레버는 지렛대의 원리를

이용해서 마스터 실린더 안에 있는

피스톤을 밀어 브레이크 액을

캘리퍼까지 보내는 역할을 합니다.

브레이크 레버의 역할

 마스터 실린더 

브레이크 마스터 실린더

마스터 실린더는 핸들 바 옆에 있는

네모난 사각 박스 모양의 부품으로,

레버를 당기는 기계적인 힘을

실린더 안에 있는 브레이크 액을 통해

유압으로 바꿔서 캘리퍼의 피스톤을

움직이는 역할을 합니다.

마스터 실린더는 레버를 당기는 힘이나

캘리퍼가 디스크를 잡는 압력의

(어떤 모델에서는 150 psi가 넘음)

크기에 따라 사이즈가 달라집니다.

마스터 실린더 안에는 브레이크 액이

들어 있고, 브레이크 액이 실린더로

오가는 두 개의 포트가 있으며, 

피스톤, 리턴 스프링, 오일 씰,

밸브, 컵 등이 들어있습니다. 

마스터 실린더의 구조

마스터 실린더는 브레이크 레버의 힘을

실린더에 전달하는 각도에 따라

수평 방향으로 전달하는 Radial과

수직방향으로 전달하는 Axial 방식으로

구분되는데, 이에 대한 자세한 설명은

브레이크의 작동원리에서 다루겠습니다.

 브레이크 라인 

유압식 브레이크 라인

기계식 브레이크의 브레이크 라인은

밀고 당기는 방식의 케이블이지만,

유압식 브레이크의 브레이크 라인은

브레이크 액이 오가는 호스입니다.

신차 출고 시 장착되는 브레이크 호스는

대부분 고무 재질인데 사용하다 보면

압력에 의해 늘어나기 때문에 몇 년에
한 번은 교체해 주어야 합니다.

호스가 늘어나면 제동력이 떨어지므로

요즘은 테프론 재질의 이너 튜브를

여러 겹의 케블라 레이어로 감싸고

외부를 스테인리스 메쉬 망으로 감싸는

브레이크 라인도 판매되고 있습니다. 

케블라 브레이크 라인의 단면도

 캘리퍼 

할리 데이비슨 브레이크 캘리퍼

캘리퍼는 브레이크 레버의 힘을

전달받아 브레이크 패드를 조여서

회전하는 디스크를 잡음으로써

바이크를 제동 하는 역할을 합니다.

디스크 브레이크에서 가장 중요한
부품 중 하나이며, 마치 엔진처럼
실린더, 피스톤을 포함하여

많은 움직이는 부품들로 구성됩니다.

캘리퍼는 아래 그림에서 보는 것처럼

하우징, 어댑터, 실린더, 피스톤,
브레이크 패드 등으로 구성됩니다.

브레이크 캘리퍼 구성도

캘리퍼는 움직이는 방식에 따라

고정식(Fixed)과 유동식(floating)으로

구분되며, 각각 장단점이 있습니다.

고정식 캘리퍼

유동식 캫리퍼

또한 캘리퍼가 장착되는 방식에 따라

Axial과 Radial 캘리퍼로 나뉩니다.

이에 대한 제세한 설명은

브레이크 작동원리에서 다루겠습니다.

 Brake Disk(Rotor) 

디스크(로터)는 브레이크를 잡을 때

캘리퍼 클램프 속의 브레이크 패드가

물어서 차를 세우는 회전판입니다.

브레이크 디스크

디스크는 브레이킹 시 발생하는 열과

마찰을 견디는 주철로 만들어지며,

고성능 차량에서는 세라믹이나

카본 화이버를 사용하기도 합니다.

세라믹 재질의 디스크

각각의 방식에 대한 자세한 설명과

장단점은 브레이크의 작동원리에서

다시 다루겠습니다.

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[심마홍짱]

항상 잘 보고있습니다
감사합니다

[겐 지]

정보 감사합니다

[철인28호(자카르타)]

참 존경스럽습니다. 어찌 이리 꾸준히 공부하시는지.^^

[흥달이]

굿입니다~

[제우스/제우스와 모터캠핑 밴드장]

바이크는 잘 달리고 잘 서는 것이 최고이죠.
각 제조사는 잘 달리는 것으로만 경쟁하여 최고 속도를 나날이 갱신시키고 있지만 브레이크 시스템은 여전히 마찰력을 이용하는 고전적일 수 밖에 없습니다.

즉, 잘 달리는 것 만큼 잘 설 수는 없습니다. 과욕을 버리고 자신이 통제할 수 있을 정도로의 속도로만 즐기는 것이 오래도록 무탈하게 바이크 라이프를 이어나갈 수가 있을 듯 합니다.

오늘도 펀치님 덕분에 열공하였습니다.
금요일 아침을 즐거이 시작하시구요~^^

[펀치(더할리)]

그럼요.

아무리 훌륭한 브레이크도 느린 속도보다 안전할 순 없다.

이것이 진리이죠.^^

[죤맥클레인]

열공~~~

[평촌]

[응암동늑대]

우 ~~~~ 와
완전히 기술자 이네요 ,,,
멋진자료와 좋은글 잘보고 갑니다 ,,,

[펀치(더할리)]

라이딩 45년 내공이면 거의 신선계 아니신가요?

[커널]

늘 잘 보고 있답니다. 내가 타는 바이크를 모르고 있었는데 하나씩 배웁니다.
얼마전 펀치 교관님 디스크 교체공사를 한것으로 아는데 디스크에 구망을 뚫은 것과 디스크 모양을
바꾼것도 제동거리에 미치는 영향을 다음 기회애 다뤄 주세요.
자료를 올렸는데 본인이 못 볼수도 있고요. 열~공!!!

[펀치(더할리)]

가장 현명한 투자 - 브레이크 로터 교체

다음 글 주제랍니다.^^