누구나 한번쯤은 몇 톤씩 나가는 자동차가 연약한 인간의 발(1)로 가겹게 설 수 있는 것을 신기하게 여겨 보았을 것이다. 이러한 궁금증을 조금이나마 해소하고 제동상식을 넓히는 계기로 삼고자 자동차 제동장치의 구조를 간단하면서도 난해하게 소개해 본다.


 ▲ 자동차의 제동장면 : 이 정도 감속이면 정말 최선을 다해 브레이크 페달을 밟아야 한다. 


 제동장치(Brake System)는 주행 중인 자동차를 감속 및 정지시키고 또 주차상태를 유지하기 위하여 설치한 장치이다. 일반적으로 마찰력을 이용하여 자동차의 운동 에너지를 열 에너지로 바꾸어, 그것을 대기 속으로 방출시켜 제동 작용을 하는 마찰식 브레크를 사용하고 있다.
 우리가 흔히 볼 수 있는 자동차는 마찰식 브레이크에 유압의 원리가 함께 하여 하나의 시스템으로 완성된다고 볼 수 있다. 유압식 브레이크는 「완전히 밀폐된 액체에 작용하는 압력은 어느점에서나 어느 방향에서나 일정하다-파스칼의 원리」를 응용한 것이다. 다시말하면 밀폐된 유체의 일부에 압력을 가하면 그 압력이 유체 내의 모든 곳에 같은 크기로 전달된다는 것이다. 하지만 파스칼의 원리만으로는 사람이 밟는 힘만으로 자동차를 세울 수 있는지에 대한 의구심은 해결되지 않는다.

결국 사람이 브레이크를 밟는 힘을 휠씬 더 강하게 키워주는 장치가 필요하다는 결론에 이르게 되는데 다음의 일반적인 제동장치의 구조를 보면 부족한 글보다 훨씬 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 우리가 우습게 여길 수도 있는 브레이크 페달(2)은 인간의 힘을 배가 시켜줄 수 있는 첫번 째 장치라고 할 수 있다. 지렛대의 원리를 이용하여 기본적으로 밟는 힘의 몇 배의 힘을 더 전달할 수 있게 해 준다.























▲ 제동장치의 구조 : 영문표기라서 죄송하지만 이 정도로 잘 설명된 그림도 많지 않다. 

브레이크 페달을 통해 힘이 몇 배 더 커졌을 지라도 고도비만인 사람의 몸무게의 20배 이상에 달하는 자동차를 세우는 것은 아직도 믿기 어려운 일이다. 이 때 필요한 것이 바로 배력장치인 부스터(3)이다. 부스터는 엔진의 힘을 빌린 부분진공 상태를 이용하기 때문에 자동차의 시동이 꺼진 상태에서는 작동하지 않는다. 부스터의 파워 피스톤 앞, 뒤 실린더에 흡기다기관의 진공이 작동되고 있다가 브레이크를 밟게 되면 푸시로드가 뒤쪽 실린더에 진공밸브 막고 공기 밸브 열어 공기를 뒤쪽 실린더 넣어준다. 그러면 앞쪽 실린더 진공의 힘으로 파워 피스톤을 밀어 마스더 실린더(4) 피스톤을 강한 힘으로 작동시킨다.

가속 페달을 밟았다가 놓거나 고단기어에서 저단기어로 바꾸게 되면 엔진 브레이크가 작동되어 속도가 떨어지는데, 마치 구동바퀴에 의해 엔진이 역으로 회전하는 것과 같이 되어 그 회전저항으로 제동력이 발생하는 것이다. 보통 내리막길에서 엔진 브레이크를 사용하는 것이 풋 브레이크만 사용했을 때 라이닝의 마찰력에 의해 제동력이 떨어지는 것을 방지할 수 있으므로 감속기능이 강한 제동장치로 보아도 무방할 듯 싶다.