1000년 전 브레이크 시스템은 어땠나요? 브레이크 시스템의 진화

Sep 20, 2024

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최근 Xiaomi SU7이 경주 트랙에서 브레이크 고장이 발생한 두 가지 사건에 대해 모두가 들었을 것입니다. 어떤 사람들은 SU7이 경주용 자동차가 아니라고 말하는데, 누가 경주 트랙에서 달리도록 허용했습니까? 경주용 자동차의 표준을 사용하면 단순히 자동차를 괴롭히는 것이 아닙니다. 다른 사람들은 많은 민간 자동차가 경주 트랙을 달리지만 모두가 벽 위로 올라가는 것은 아니라고 말합니다.

 

벽타기 사건의 책임이 누구에게 있는가는 여기서 논할 내용이 아니다. 샤오미 측 공식 반응은 브레이크 열화와 과도한 마모로 인해 벽등반 사고가 발생했다는 것이다. 수년에 걸쳐 자동차의 브레이크 시스템이 어떻게 발전해 왔는지 이야기해 보겠습니다.

 

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옛날에 말이 끄는 마차를 몰 때 연료를 채우는 것은 당기는 것이 기본이고, 돌리는 것은 잡는 것이 기본이고, 경적은 입으로 하는 것이 기본이고, 제동은 기본적으로 다리, 물론 말의 다리로 했습니다. . 나중에 수많은 피와 눈물의 교훈을 통해 사람들은 마침내 내리막길을 끝까지 내려가면 말의 다리 브레이크에만 의존하는 것은 말의 에너지를 낭비할 뿐만 아니라 사람도 위험에 빠질 수 있다는 것을 깨달았습니다.

 

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따라서 사람들은 나무 조각을 브레이크 라이닝으로 사용하고 이를 바퀴에 문질러 제동력을 제공하는 최초의 브레이크 시스템이 탄생했습니다. 때때로 브레이크를 밟으면 나무에서 연기가 나기도 했지만, 느리게 움직이는 마차에는 여전히 충분했습니다. 실제로 자전거의 림 브레이크와 같은 유사한 구조가 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다. 비록 마찰 표면이 타이어에서 림으로 변경되었지만 원리는 유사합니다.

 

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18세기에 증기기관이 등장한 이후 차량의 동력이 동물에서 기계로 전환되면서 속도는 점점 빨라졌지만 브레이크는 크게 변하지 않았습니다. 20세기 초까지 마차, 기차, 초기 자동차의 제동 시스템 원리는 기본적으로 말이 끄는 마차와 동일했습니다. 결과는 어땠나요? 평평한 땅도 다루기가 어려워졌습니다! 다행히 1900년 윌리엄 마이바흐라는 천재가 나타났다. 그는 최초의 자동차 드럼 브레이크를 설계했습니다. 당신은 이것에 대해 잘 알고 있습니다. 그렇죠? 지금까지 일부 트럭과 저가형 승용차에서는 여전히 드럼 브레이크를 사용하고 있습니다.

 

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불과 2년 후인 1902년에 또 다른 천재인 Frederick William Lanchester가 최초의 디스크 브레이크를 설계했는데, 이는 Xiaomi SU7을 포함하여 오늘날 자동차의 80% 이상이 사용하는 브레이크 구조입니다. 디스크 브레이크가 드럼 브레이크보다 수십 년 늦게 등장했다고 생각하셨나요? 실제로는 그렇지 않았습니다. 디스크 브레이크는 브레이크 패드 재질에 대한 요구 사항이 더 높기 때문에 초기 디스크 브레이크는 철 패드와 구리 패드를 사용했으며 구리는 매우 빨리 마모됩니다. 당신이 해바라기 씨, 맥주, 카드 놀이, 브레이크 패드 세 세트를 가지고 가족 여행을 즐겁게 준비하고 있다고 상상해 보십시오. 조금 실망스럽지 않을까요? 그래서 소재와 제조기술이 개선되지 않는 한 디스크브레이크는 대중화될 수 없었습니다.

 

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그러나 드럼 브레이크에도 문제가 없는 것은 아닙니다. 열 방출 능력이 부족하고 열 붕괴를 겪는 경향은 변경할 수 없는 구조적 결함이며 오늘날의 드럼 브레이크도 마찬가지입니다. 따라서 소재와 제조 기술이 향상되면서 사람들은 다시 디스크 브레이크를 고려하기 시작했습니다. 초기에 인기를 끌었던 브레이크 패드 소재는 석면이었지만 이 소재에는 환경 친화적이지 않다는 치명적인 결함이 있었습니다. 마모된 석면의 미세한 섬유는 폐로 흡입되어 돌이킬 수 없는 손상을 일으킬 수 있습니다. 그 결과, 제가 어렸을 때 흔하게 사용했던 석면 기와는 더 이상 구할 수 없게 되었습니다. 동시에 석면은 단열재이기 때문에 열전도율이 낮고 마찰 후 브레이크 패드가 빠르게 가열되어 냉각이 어렵습니다.

 

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나중에 경도를 높이기 위해 원래 패드의 석면을 스틸 울로 대체한 반금속 브레이크 패드가 도입되었습니다. 그러나 이번에는 방열이 너무 좋아서 몇 걸음만 걸어도 브레이크 패드가 뜨거워졌습니다. 브레이크 시스템은 항상 고온 상태에 있었기 때문에 고무 씰, 호스 및 캘리퍼의 기타 구성 요소가 매우 빠르게 열화되었습니다.또한, 브레이크액에 함유된 물은 고온에서 가스로 변해 브레이크가 부드러워집니다. 게다가 브레이크 패드의 금속 섬유가 서로 마찰해 저속 주행 시 소음이 발생하고, 비가 오면 패드가 쉽게 녹슬게 됩니다.

 

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이러한 결함을 고려하여 차세대 제품인 저금속 브레이크 패드가 등장했습니다. 이름에서 알 수 있듯이 금속 섬유 함유량이 적어 내마모성은 좋지 않지만, 반금속 브레이크 패드보다 제동 성능이 좋고 소음도 적습니다. 일반적으로 편안함을 우선시하는 자동차에 사용됩니다. 나중에 세라믹 섬유를 보강재로 사용하는 세라믹 기반 브레이크 패드가 출시되었습니다. 고급 브레이크 패드로 내열성이 좋아 마찰 안정성이 좋고, 금속이 없어 소음이 적습니다. 금속이 없다는 것은 청소가 어려운 휠 허브에 금속 가루가 남지 않는다는 것을 의미하기도 합니다. 단점은 명백합니다. 비용이 많이 듭니다!

 

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그러나 세라믹 브레이크는 가장 비싸지 않으며 그 위에는 탄소 기반 브레이크라는 형이 있습니다. 카본 기반 브레이크에는 카본-세라믹과 카본-카본이 있는데, 하나는 탄소섬유와 세라믹 섬유를 복합한 것이고, 다른 하나는 전부 탄소다. 둘은 약간 다른 특성을 가지고 있지만 일반적으로 좋은 열 전도, 고온 저항, 강력한 제동력, 더 가볍고 내마모성이 뛰어나므로 탄소 기반 브레이크는 기본적으로 경주용 자동차, 고급 차량에 장착되는 단점이 없습니다. 스포츠카든 비행기든. 솔직히 말해서 그들은 평범한 사람들과 거의 관련이 없습니다.

 

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브레이크 패드 외에도 엔지니어들은 디스크 브레이크의 브레이크 디스크에도 노력을 기울였습니다. 재료 면에서는 주철, 합금, 유기 재료에서 가장 진보된 탄소 섬유 재료로 바뀌었고, 구조 면에서는 원래의 단일 디스크에서 환기 채널, 천공 구멍, 홈이 있는 최신 디자인으로 바뀌었습니다. 빠른 방열과 브레이크 분진 제거를 통해 점차적으로 제동 성능을 향상시킵니다.

 

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디스크 브레이크에 대해 너무 많은 이야기를 해보니 드럼 브레이크가 다시 돌아올 가능성은 거의 없는 것 같습니다. 그리고 그것은 사실입니다... 그들은 그들의 구조를 놓치고 있습니다. 더 무겁고 냉각 효율성이 떨어지며 디스크 브레이크 설계와 같이 신속하고 지속적인 제동 시 동일한 편의성을 제공하지 않습니다. 또한 ABS와 같은 첨단 기능과도 호환되지 않습니다. 그러나 드럼 브레이크에는 장점이 있습니다. 첫째, 강력한 저지력을 가지고 있습니다. 두 개의 패드(하나는 회전 드럼 방향으로 가고 다른 하나는 반대 방향으로 이동)는 제동 시 자동 잠금 효과를 생성합니다. 브레이크를 많이 밟을수록 패드가 드럼을 더 단단하게 잡아주어 자체 구조에서 승리합니다. 게다가 가격도 더 저렴합니다. 최근에는 마찰재를 일부 변경하는 것 외에는 큰 비용이 들지 않았습니다. 따라서 드럼 브레이크는 저가형 자동차와 대형 트럭에서 매우 인기가 높습니다. 대형 트럭의 브레이크에 물을 뿌릴 수 있기 때문에 냉각 성능이 좋지 않아도 개의치 않습니다. 안녕하세요, 드럼 브레이크가 있는 Redmi 버전을 만들고 그 위에 대형 트럭 스프레이 워터 시스템을 장착하겠다고 하셨습니다. 경마장에서는 그게 더 빠를 거예요!

 

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