브레이크 부스터는 자동차 제동장치 중 하나로 운전자가 브레이크 페달에 가하는 힘을 증폭시키는 장치이다. 기존 일반 부스터는 페달의 힘을 받은 푸시로드가 셸 안으로 들어가면서 진공 상태가 만들어질 때 발생되는 힘을 지탱하기 위해 셸의 두께를 두껍게 해서 무게가 무거웠 으나 현대모비스에서 개발한 타이로드 부스터는 셸 안에 강성이 높은 타이로드 두 개가 삽입돼 셸 두께를 가볍게 할 수 있다. (10인치 기준 으로 약 500ｇ의 경량화가 가능함) 일반 부스터는 실내 공간에 스프링 만 있는 반면 타이로드 부스터는 나사 두 개가 길게 박혀 있는데 이 두 개의 기둥이 브레이크 페달 제동 시 부스터 셸에 가해지는 압력을 낮춰주기 때문에 셸의 두께를 얇게 할 수 있다.
<그림 3-21> 브레이크 부스터 경량화
부품 기존소재 신소재 경량화율(%)
스티어링너클 주철 알루미늄 합금 37.5
서스펜션암 주철 알루미늄 합금 31.2
드라이빙샤프트 철강 알루미늄 합금 66.7
허브 철강 고속도공구강 31.3
브레이크파이프 철강 플라스틱 22.2
토션빔 철강 고속도공구강 23.8
클러치하우징 철강 알루미늄 합금 69.4
브레이크드럼 철강 알루미늄 합금 52.3
<표 3-8> 자동차 부품 경량화 사례와 경량화율
제 4 장 자동차 브레이크 시스템 개발 동향
제1절 자동차 브레이크 시스템 기술 발전 동향
최근 ABS(Anti-Lock Brake System)를 능가하는 차세대 브레이크 시 스템이 개발되면서 향후 차량의 안전성 향상 및 사고방지에 크게 기여 할 것으로 전망된다. 한때, 첨단 브레이크로 인식되었던 ABS는 급제동 시 제동거리 단축에 따른 사고 방지 효과가 인정되어 대형 차량에 대 한 설치를 의무화 하는 등 이제는 보편화된 기술로 정착되었다.
그러나, 최근 들어 자동차 기술의 핵심 목표로서 연비 향상과 더불어 차량의 안전성 향상이 크게 대두됨에 따라 ABS 보다 제동 성능은 물론 좌우방향 미끄러짐과 흔들림을 크게 개선한 브레이크 시스템의 개발이 활발히 진행되고 있다.
<그림 4-1> 브레이크 시스템의 기술 발전 동향
최근 차세대 브레이크 시스템은 전기식 제동장치(Brake-by-Wire)로 기계식 조종 방식을 by-Wire에 의해 대체함으로써 얻을 수 있는 기대
효과로는 설계 및 수정의 유연성을 확보할 수 있기 때문에 디자인과 경량화 측면에서 유리하여 연비를 크게 향상시킬 수 있으며 우수한 첨 단 제어기술의 적용이 가능하다는 점이다. 특히 전기식 제동장치의 경 우 운전석에서 자동차의 모든 바퀴에 이르는 복잡한 유압식 또는 공압 식 제동 계통을 단순한 와이어에 의해 대체함으로써 그 효과를 더욱 극대화시킬 수 있고 제동 시 응답시간을 획기적으로 감소시켜 제동거 리를 단축시킴으로써 사고예방에도 크게 기여할 수 있다는 장점으로 그 활용 가능성이 매우 기대되고 있다.
특히, 이러한 차세대 브레이크 시스템은 종래에 비해 전자제어 기능 이 크게 향상된 것으로서 최근 개발되고 있는 지능형 자동차의 전자제 어 대상에 통합되어 제어될 경우 제동성능 향상과 더불어 자동운행 기 능, 주행성능 개선, 주행 시 안락성 향상에도 크게 기여할 것으로 예상 된다. 다만 제동장치의 경우 자동차 안전에 매우 중요한 부품이므로 기 계식 부품을 전자화하였을 경우에 발생할 수 있는 제어계통의 오류 및 단전, 단선 등에 대한 충분한 안전성이 담보되어야 하는 숙제가 남아 있다.
Brake by Wire 시스템 유압시스템
[출처 : 현대모비스]
<그림 4-2> Brake by Wire와 기존 유압식 제동장치
전기식 제동장치는 그 구현 방식 및 발전 단계에 따라 전기유압식 (EHB)과 전기기계식(EMB) 및 그 혼합형인 Hybrid EMB로 분류할 수 있 다.
제2절 자동차 브레이크 시스템의 종류