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현대자동차

고성능 N, 브레이크에도 차이가 있을까?

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지금, 최고의 인기를 누리고 있는 팰리세이드의 TUIX 패키지에는 자동차 마니아들을 흡족하게 하는 또 하나의 최고 사양이 있습니다. 바로 고성능 애프터마켓 브레이크 제조사로 유명한 알콘 사의 브레이크 제품입니다. 이를 통해 보다 우수한 성능을 원하는 소비자들의 선택지를 넓혔습니다. 또한 벨로스터N 등 현대차의 고성능 브랜드 N에는 현대차가 독자 개발한 N 전용 브레이크가 적용됩니다.

운전자를 안심시켜주는 브레이크

브레이크는 차량의 속도를 감속하거나 정지시켜주는 장치로 탑승자의 생명과 연결된 중요한 역할을 담당합니다. 브레이크는 크게 드럼과 디스크 두 가지 타입이 있습니다. 드럼 브레이크의 경우 원통형 브레이크 드럼 안쪽에 두 개의 라이닝을 부착한 브레이크 슈를 브레이크 드럼 내벽에 압착시켜 제동력을 얻는 방식을 사용합니다. 드럼 방식은 제동력은 우수하지만 방열성에 약점이 있어 고속 주행을 중심의 차종에는 적합하지 않습니다. 이러한 이유로 동력 성능이 대폭 개선된 최근의 자동차들은 디스크 브레이크를 탑재하는 경우가 많습니다.

디스크 방식은 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 마스터 실린더가 브레이크 액을 밀어 내고 압력에 의해 밀려난 브레이크 액은 브레이크 호스를 따라 이동합니다. 이때 브레이크 액이 디스크 상단에 위치한 캘리퍼 속 피스톤을 움직여 브레이크 패드를 회전하는 디스크 로터에 압착시킵니다. 이렇게 발생되는 마찰력으로 자동차가 제동됩니다. 이처럼 자동차 브레이크가 작동하는 원리는 드럼 방식과 디스크 방식 모두 적은 힘으로 무거운 것을 들어 올릴 수 있는 파스칼의 원리를 이용합니다.

벤틸레이티드? 캘리퍼? 제원표로 알아보는 브레이크의 성격

자동차 제원표를 보면 벤틸레이티드, 캘리퍼 등 브레이크와 관련된 명칭들이 보입니다. 크게 자동차 브레이크는 허브 베어링과 연결되어 회전하는 디스크 형태에 따라 솔리드와 벤틸레이티드로 나뉘어집니다.

솔리드 디스크는 하나의 원판으로 되어 있어 제조 원가가 저렴하고 디스크의 무게도 가볍습니다. 반면 열에 의한 변형이 쉬워 주로 제동력에 대한 부담이 적은 전륜 구동차의 후륜 브레이크나, 고성능 중심이 아닌 일반적인 자동차의 브레이크로 많이 사용되고 있습니다. 솔리드 디스크의 약점을 해결한 것이 V 디스크라고도 하는 벤틸레이티드 디스크입니다. 형태는 원판 하나로 구성된 솔리드 디스크와 달리 두 장의 원판 사이에 냉각을 위한 슬릿과 베인이 있는 구조로 되어 있습니다. 따라서 방열과 내구성이 좋아 과열되기 쉬운 구동륜 브레이크에 장착됩니다.

브레이크 캘리퍼는 브레이크 디스크 상단에 붙어 있는 케이스입니다. 또한 캘리퍼 안쪽에는 브레이크 액의 압력으로 움직이는 피스톤과 빠르게 회전하는 디스크 로터를 잡아주는 패드가 구성되어 있습니다. 이 밖에도 캘리퍼 속에 있는 피스톤의 개수에 따라 단동식 또는 복동식으로 구분됩니다. 단동식은 브레이크 패드에 압력을 가하는 피스톤이 한쪽에만 있는 방식입니다. 고성능 지향이 아닌 자동차의 경우는 복동식은 피스톤이 디스크 양쪽에서 누르는 방식으로, 마찰력을 고르게 전달할 수 있어 단동식 보다 제동력이 강력합니다.

TUIX의 고성능 브레이크 시스템

잘 멈출 수 있어야 잘 달릴 수 있다는 말이 있습니다. 현대자동차는 각 차종마다 현대차의 커스터마이징 전문 브랜드 튜익스의 사양을 적용한 튜익스 패키지를 운영하고 있습니다. 브레이크 역시 대구경 디스크와 로우스틸 패드, 고성능 브레이크 액 등으로 구성된 고성능 제동 패키지를 제공합니다. 튜익스 제동 패키지에 포함된 대구경 디스크의 경우 지름이 큰 디스크 로터를 사용해 마찰력 강화를 통한 제동력은 물론 방열성능도 향상시켰습니다.

또 다른 구성품으로 로우스틸(Low-steel) 패드가 있습니다. 일반적으로 완성차에 들어가는 브레이크 패드는 금속 재질이 아닌 수지와 합성 섬유 등으로 구성된 유기질 성분입니다. 유기질 성분의 일반 브레이크 패드는 제동 시 소음이 적고 가격이 저렴하지만 제한된 온도 이상 올라가면 마찰재가 타버리며 제동 능력이 약화됩니다. 반면 로우스틸 패드는 패드에 철, 구리와 같은 금속 성분의 재료를 첨가해 고온, 고열에서도 마찰력을 유지해 고속 주행에 적합합니다. 또한 열 방출이 좋으며 쉽게 마모되지 않아 고성능 차량에 주로 사용됩니다. 물론 제동 시 소음과 분진이 발생하며 제작 단가가 비싸다는 단점을 감수해야 합니다.

브레이크액은 유압으로 작동하는 브레이크에 있어 생명과도 같은 역할을 합니다. 브레이크액은 끓는 점이 높아야 하고 온도에 의해 부피 및 점도의 변화가 적어야 합니다. 따라서 브레이크 액은 액체가 아닌 글리콜 또는 실리콘 성분으로 되어 있습니다. 튜익스 제동 패키지에 있는 고성능 브레이크 액은 DOT 4 급 입니다. DOT는(US Department of Transportation)의 약자로 브레이크 액을 구분할 때 사용되는 규격입니다. 숫자가 높을 수록 비등점이 높아 브레이크 오일의 수명도 깁니다. 따라서 일반 자동차에는 DOT 3을 많이 사용하며 고성능 차량의 경우 DOT 4를 사용합니다. 경주용 차량에는 가장 높은 DOT 5를 주로 사용합니다.

일반적으로 브레이크 호스는 브레이크 액 또는 공기압을 전달하기 위하여 유연성이 있는 고무 재질로 된 호스를 사용합니다. 그러나 제동 시 브레이크 액의 온도가 올라가게 되면 고무 재질의 브레이크 호스는 쉽게 팽창합니다. 만약 브레이크 호스가 팽창하게 되면 피스톤 압력이 저하되어 제동력이 낮아지고 호스가 파열될 수도 있습니다. 고무호스의 단점을 보완하기 위해 고성능 차량에는 스테인리스 재질의 호스를 사용합니다. 스테인리스 재질의 호스를 적용하면 제동거리 단축, 스펀지현상 방지, 브레이크 반응 향상 등의 효과를 볼 수 있습니다.

인기 절정, 현대 자체 기술로 만든 N의 브레이크

현대의 고성능 해치백 벨로스터 N에도 고성능 브레이크가 사용됩니다. 무엇보다 벨로스터 N은 해외 유명 브레이크 제조사가 아닌 현대자동차의 기술력으로 만든 고성능 브레이크가 사용됐습니다. 현대자동차의 고성능 디비전 N은 소비자들에게 고성능 자동차로의 접근성을 가깝게 하기 위해, 자체적인 고성능 브레이크 시스템을 개발했습니다.

이 밖에도 현대차는 지난 2018년 12월 출시된 팰리세이드의 튜익스 패키지에 고성능 알콘 브레이크를 선택할 수 있도록 해 많은 소비자들의 주목을 받았습니다. 알콘 브레이크는 브렘보, AP RACING과 함께 세계 3대 브레이크 제조사로 손꼽히는 영국의 고성능 브레이크 제조사로 포뮬러 원에서도 사용됩니다. 팰리세이드는 국산 SUV 최초로 경량디스크를 사용했으며 캘리퍼에 피스톤을 6개 적용해 공차 중량 2,030kg(디젤 2.2 AWD 18인치 휠 기준)에 달하는 거구를 단숨에 제동할 수 있도록 돕습니다.

현대자동차는 고성능 브랜드 N을 선보이면서 값비싼 수입 브레이크에 의존하지 않고 가격도 저렴하면서 성능은 더 우수한 브레이크를 독자 개발했습니다. 이렇게 개발한 고성능 브레이크는 i30 N, 벨로스터 N 등에 적용하고 있습니다. 이후 현대차가 만들 고성능 차에는 어떤 놀라운 고성능 기술이 적용될지 기대하셔도 좋습니다.

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