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엔진브레이크
엔진브레이크(engine brake)는 주행 중 액셀러레이터 페달을 놓았을 때 엔진과 변속기에 의해 작동되는 브레이크를 말한다.
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개요[편집]
엔진브레이크는 말 그대로 엔진을 이용해 차량을 감속하는 브레이크 시스템이다. 엔진 내부의 저항을 통해 자동차의 속도를 줄이는 것이다. 내연기관에서는 실린더 마찰력 증가 및 스로틀 밸브 차단에 의한 진공 상태를 유도함으로써 발생하는 저항을 이용하고 전기 모터의 경우에는 회생 제동의 원리를 이용한다. 엔진브레이크의 적극적인 사용은 풋브레이크의 부담을 덜어주며 엔진 제어장치의 연료 차단을 유도함으로써 연비의 향상도 꾀할 수 있다. 자동차의 속도를 늦추거나 정지할 때 브레이크를 사용하지만 긴 언덕길을 내려갈 때나 시속 100km 이상의 고속에서 감속하려면 페달식 브레이크만으로는 운동에너지가 모두 브레이크슈나 브레이크드럼에 집중해서 과열상태가 되어 결국에는 제동능력을 상실하게 되므로 매우 위험하다.[1] 하지만 엔진브레이크를 함께 사용하면 주행 속도보다 낮은 기어를 한 단계씩 서서히 낮게 선택하고 가속 페달 누름 상태를 가감하여 각 운동부에 마찰 저항 및 동력 손실을 주어 제동력을 얻을 수 있다. 엔진브레이크는 언덕길을 저속기어로 내려가거나 주행 중에 연료 분사를 중단시키면 구동륜에 의해 구동되어 제동 효과를 발생시킨다. 이 효과는 저속에서보다는 고속에서 더욱 효과적이다.[2] 또한 엔진브레이크는 내리막길, 빗길, 눈길 등에서 많이 사용하고 악조건을 탈출하는 운전 테크닉의 하나로 이용한다.[3] 더불어 대형버스나 화물차 등에서는 저단 변속 외에 배기 브레이크, 리타더 브레이크 등의 부가적인 기계장치들을 더 활용하여 엔진브레이크의 효과를 극대화한다.[4]
작동 원리[편집]
엔진브레이크는 엔진의 힘으로 속도를 줄인다. 주행 중인 속도보다 더 낮은 기어로 변속하여 엔진의 회전수를 높여 속도를 줄이는 것이다. 자동차가 움직일 수 있는 것은 액셀을 밟아 엔진을 돌려 그 힘으로 바퀴를 회전시키기 때문이다. 그런데 바퀴가 회전할 때 액셀을 밟지 않으면 바퀴의 회전력이 엔진의 피스톤을 움직이게 한다. 따라서 바퀴의 회전력이 엔진의 저항을 받다 보니 자동차의 속도는 자연히 감속하게 된다. 이것이 바로 엔진브레이크가 작동하는 원리이다. 즉 달리는 자동차의 액셀에서 발을 떼기만 해도 엔진브레이크는 작동하는 것이다. 엔진브레이크는 엔진과 변속기의 마찰을 이용한 방법으로 연료 분사를 완전히 차단하는 것은 물론 브레이크를 밟지 않아도 엔진의 힘만으로 충분히 속도를 줄일 수 있다.[5][6]
필요성[편집]
산간이나 고지대를 내려가다 보면 오랜 시간 동안 지속해서 브레이크를 쓰게 되는데 긴 시간 계속 브레이크를 밟을 경우 브레이크 패드와 디스크에 상당한 마찰이 생겨 약 600~700도의 높은 고열이 발생하고 브레이크 오일에 열이 전달되면서 오일이 끓게 된다. 오일이 끓어 기포가 발생하면 제동력이 떨어져 브레이크 페달을 밟아도 작동이 불가능해지고 결국 사고로 이어지게 된다. 이를 방지하기 위해서는 엔진브레이크를 사용하는 것이 좋다. 엔진브레이크는 별도의 브레이크가 있는 것이 아니라 차량의 주행 속도보다 기어 단수를 저단으로 낮춰 엔진에 저항을 주는 효과로 속도를 줄인다.[7] 또한 주행 시 풋브레이크만 사용하는 경우와 엔진브레이크를 함께 사용하는 경우는 연비와 안정성 측면에서 차이가 있다. 엔진브레이크를 위해 주행 중 액셀에서 발을 떼는 순간 엔진으로의 연료 공급이 차단되는 퓨렁 컷이 작동하게 되므로 연비 향상에 도움이 된다. 엔진브레이크를 염두에 두고 있다면 정차지점까지 가속하다가 풋브레이크를 밟는 것이 아니라 충분한 거리를 두고 미리 액셀에서 발을 떼어 탄성 주행을 하게 되므로 연비를 위한 운전습관도 형성하게 된다. 또 엔진브레이크를 함께 사용할 경우 풋브레이크만 사용할 때보다 안정적이고 빠른 제동이 가능해지며 브레이크의 부담을 줄여준다. 특히 짐을 실은 대형차의 경우 풋브레이크만 사용 시 브레이크 라이닝 등의 소모품 수명이 매우 짧아지게 된다. 마찬가지로 긴 내리막길을 장시간 주행할 경우에도 엔진브레이크를 적절히 사용하는 것이 브레이크 과열과 마모를 방지할 방법이다.[6] 더불어 코너 길에서도 엔진브레이크를 사용하면 풋브레이크를 밟지 않아도 부드럽게 코너링을 할 수 있다. 이와 함께 엔진브레이크는 빗길이나 눈길과 같은 미끄러운 도로 상황에서 운전 시 유용하다. 빗길과 눈길, 미끄러운 도로에서 엔진브레이크를 사용하지 않고 풋브레이크만을 사용한다면 강제적으로 바퀴를 멈추게 하기에 제동이 쉽지 않고 차량이 돌거나 미끄러지기 쉽다. 길고 급한 경사의 내리막길에서 차량이 내려가면서 가속되는 상황에 풋브레이크만으로는 속도를 늦추기는 힘들다. 풋브레이크만을 계속 내리막길에서 이용하면 높은 열이 발생하면서 브레이크에 무리를 주며 제동이 잘 안 되는 베이버록, 페이드 현상 등이 발생할 수 있으므로 주의해야 한다. 엔진브레이크는 비상시뿐만 아니라 긴 내리막길처럼 브레이크를 자주 사용해야 하는 구간에서도 효과적으로 활용할 수 있으며, 빈번한 제동으로 인해 발생하는 브레이크 계통의 과열을 방지해 준다.[8]
- 베이버록 현상: 긴 내리막길에서 브레이크를 지나치게 사용하면 차륜 부분의 마찰열 때문에 휠 실린더나 브레이크 파이프 속의 오일이 기화되고 브레이크 회로 내에 공기가 유입된 것처럼 기포가 형성된다. 이때 브레이크를 밟으면 스펀지를 밟듯이 푹푹 꺼지면서 브레이크가 정상적으로 작동되지 않는 현상이 생기는데 이를 베이버록 현상이라고 한다.
- 브레이크 페이드 현상: 빠른 속도로 달릴 때 풋브레이크를 지나치게 사용하면 브레이크가 흡수하는 마찰에너지는 매우 커지는데 이 에너지가 모두 열이 되어 브레이크라이닝과 드럼 또는 디스크의 온도가 상승한다. 이렇게 되면 마찰계수가 극히 작아져서 자동차가 미끄러지고 브레이크가 작동되지 않게 되는데 이를 브레이크 페이드 현상이라고 한다.[8]
사용 방법[편집]
수동 변속 차량[편집]
수동 변속 차량은 엔진브레이크를 사용할 때 다소 조작이 쉽지 않지만 사용할 경우 빙판길과 내리막길에서 탁월한 효과를 볼 수 있다. 수동 변속 차량으로 엔진브레이크를 사용하기 위해서는 액셀에서 발을 떼어 가속을 멈춘 다음 기어를 한 단계씩 내려 사용하면 된다. 그리고 수동변속기의 경우에는 운전자가 임의로 저단 변속을 해주면 된다. 하지만 변속기의 보호를 위해서 저단 변속은 운행 중인 기어 단수에서 순차적으로 진행하는 것이 원칙이다. 변속 중간에 가속 페달을 살짝 밟아서 회전수를 맞춰주면 한결 부드러운 저단 변속이 이루어진다.[4][9]
자동 변속 차량[편집]
자동 변속 차량은 수동 변속 차량보다 엔진브레이크 사용 시 조작이 쉬운 편이다. 엔진브레이크를 사용할 때에는 기어를 저단으로 내려야 하므로 주행 중 기어가 D인 상태에서 마이너스 쪽으로 변속 레버를 한 단계씩 내려서 변환 작동하면 된다. 자동변속기를 탑재한 승용차의 엔진브레이크는 해당 변속기에 따라서 그 활용법이 다르다. P-R-N-D-(3~2)-L의 레인지를 갖는 일반적인 자동변속기의 경우, D 레인지 이후의 저단, 혹은 L 레인지로 셀렉터 레버를 옮기면 된다. 변속기 보호 로직이 허용하는 한도 내에서 엔진브레이크를 사용할 수 있다. 정해진 기어 단수가 없이 유동적으로 변속이 이루어지는 변속기의 경우에도 이러한 상황을 위해 별도로 마련된 저단(L) 레인지를 이용하여 엔진브레이크를 활용할 수 있다. 운전자가 임의로 수동 변속이 가능한 매뉴매틱 형태의 자동변속기인 경우에는 +와 -로 표시된 수동 변속 레인지, 혹은 별도의 시프트 패들을 이용하면 된다. 물론, 이는 어디까지나 변속기 보호 로직이 허용하는 한도 내에서만 가능하다.[4][9]
전기자동차[편집]
회생제동[편집]
전기자동차에는 구동을 위해 엔진 대신 모터가 있으며 모터에 동력이 끊어지면 내연기관과 비슷하게 바퀴가 모터를 돌리게 된다. 그런데 전기자동차는 이 경우 모터를 발전기로 이용하여 차량의 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 저장할 수 있다. 이때 발생하는 모터의 발전 토크를 이용해 차량을 감속하여 엔진브레이크의 효과를 볼 수 있는데 이를 회생제동이라고 부른다. 차량에 따라 다르지만, 전기차는 보통 패들시프트를 통해 0~3단계로 회생 제동의 감속도를 조절한다. 왼쪽 레버를 한 번 당기면 한 단계씩 회생 제동 단계가 올라가며 오른쪽 레버를 한 번 당기면 회생 제동 단계가 내려간다. 그리고 왼쪽 레버를 계속 당기고 있으면 엔진브레이크처럼 차량 감속이 바로 이루어진다. 단 기존의 풋브레이크만큼 제동력을 제공하지 못해 일반 도로에서 급제동하게 되면 제동력이 좋지 않아 당황할 수 있다. 회생 제동 레벨3의 제동력은 일반 내연기관 차량의 엔진브레이크와 거의 비슷한 제동력을 가지고 있으므로 에너지도 충전하고 안전도 지킬 수 있는 효과를 거둘 수 있다. 또한 회생 제동은 일반 주행 시에도 레벨 2 정도로 해놓고 주행하는 것이 제동력에 도움이 된다. 왜냐하면 전기차는 기존 풋브레이크 시스템과 회생 제동이 더해져야 제대로 된 제동을 할 수 있기 때문이다. 더불어 감속도가 높은 단계에서 풋브레이크를 함께 사용하면 급제동이 될 수 있으니 단계별 제동 세기를 잘 익혀두어야 한다.[6][10]
장단점[편집]
- 장점
- 엔진브레이크를 사용하는 동안에는 퓨얼컷이 일어나 연료를 소모하지 않아 연비주행에 도움이 된다.
- 브레이크 라이닝 수명 연장에 도움이 된다.
- 엔진브레이크로는 스키딩 등이 거의 일어나지 않아 타이어 수명 연장에 도움이 된다.
- 엔진브레이크 사용 시 상대적으로 급격한 제동력이 발생하지 않기 때문에 휠이 덜 잠겨 빙판길 등에서 비교적 안정적인 제동을 할 수 있다.
- 풋브레이크와 적절히 조합할 경우 매우 빠른 감속이 가능하다.
- 긴 내리막길과 같이 장시간 동안 지속해서 감속이 필요한 구간에서 브레이크의 과열 혹은 마모를 줄일 수 있다.[11]
- 단점
- 큰 감속력을 얻기 위해 엔진브레이크를 자주 사용하면 부품 내구성에 영향을 미친다.
- 급격한 엔진브레이크 사용 시 파워트레인이 파손될 수 있다.
- 급격한 엔진브레이크는 저항이 너무 커지게 되면서 클러치가 미끄러지기 때문에 클러치 디스크를 마모시킬 수 있다.
- 엔진브레이크는 풋브레이크보다 조작해야 할 것이 많아 급박한 상황에서는 집중력이 분산되어 사용하기 어렵다.
주의사항[편집]
엔진브레이크 사용에도 주의해야 할 점이 있다. 고속주행 도중에 바로 엔진브레이크를 사용하게 되면 차에 무리를 줄 수 있다. 따라서 고속으로 주행하는 경우에는 기어를 갑작스레 낮추게 되면 엔진에 무리가 갈 수 있기 때문에 풋브레이크로 먼저 속도를 줄여주는 것이 좋다. 이때 엔진브레이크로 차량의 속도를 점점 줄이다 제동이 필요할 때 풋브레이크로 제동을 하면 젖거나 미끄러운 노면에서 안정적인 제동을 할 수 있다. 또한 순수하게 엔진브레이크만으로 감속을 시도하면 감속을 알리는 제동등이 점등되지 않기 때문에 후행 차량과의 간격이 좁은 경우에는 추돌사고를 유발할 수도 있다. 따라서 엔진브레이크를 사용할 때에는 반드시 후방의 상황을 확인해야 하며 풋브레이크를 사용하여 속도를 조금 낮춘 뒤에 엔진브레이크를 사용하는 것이 좋다. 또한 운전자의 직접 변속을 통한 엔진브레이크를 사용할 때에도 주의해야 한다. 특수한 경우가 아니라면 고단에서 급격히 낮은 단수로 변속하는 것은 파워트레인에 충격을 주기 때문에 손상을 일으킬 수 있으므로 지양해야 한다. [12][13]
각주[편집]
- ↑ 〈엔진브레이크〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 〈엔진 브레이크〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 〈엔진 브레이크〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 4.0 4.1 4.2 박병하, 〈속도를 줄이는 또 다른 방법, 엔진 브레이크〉, 《모토야》, 2017-03-24
- ↑ SONAX, 〈엔진브레이크의 원리와 사용방법〉, 《네이버 포스트》, 2015-08-06
- ↑ 6.0 6.1 6.2 차량관리 앱 마이클, 〈자동차 엔진 브레이크, 꼭 사용해야 할까?〉, 《네이버 포스트》, 2019-03-25
- ↑ 〈엔진 브레이크가 필요한 이유〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 8.0 8.1 공임나라, 〈엔진브레이크는 언제 어떻게 사용해야 할까〉, 《네이버 포스트》, 2018-04-23
- ↑ 9.0 9.1 타이어뱅크, 〈자동차 엔진 브레이크의 사용방법〉, 《네이버 블로그》, 2017-02-21
- ↑ 허니의 전기차 라이프, 〈전기차의 엔진브레이크 거는 법〉, 《네이버 포스트》, 2019-01-03
- ↑ 11.0 11.1 〈엔진 브레이크〉, 《나무위키》
- ↑ 공임나라, 〈초보운전자를 위한 엔진 브레이크의 효과적인 사용법〉, 《네이버 포스트》, 2021-05-07
- ↑ Buds, 〈엔진 브레이크 사용법, 어느 때 써야 하는 것일까?〉, 《티스토리》, 2019-12-14
참고자료[편집]
- 〈엔진브레이크〉, 《네이버 지식백과》
- 〈엔진 브레이크〉, 《네이버 지식백과》
- 〈엔진 브레이크〉, 《네이버 지식백과》
- 박병하, 〈속도를 줄이는 또 다른 방법, 엔진 브레이크〉, 《모토야》, 2017-03-24
- SONAX, 〈엔진브레이크의 원리와 사용방법〉, 《네이버 포스트》, 2015-08-06
- 차량관리 앱 마이클, 〈자동차 엔진 브레이크, 꼭 사용해야 할까?〉, 《네이버 포스트》, 2019-03-25
- 〈엔진 브레이크가 필요한 이유〉, 《네이버 지식백과》
- 공임나라, 〈엔진브레이크는 언제 어떻게 사용해야 할까〉, 《네이버 포스트》, 2018-04-23
- 타이어뱅크, 〈자동차 엔진 브레이크의 사용방법〉, 《네이버 블로그》, 2017-02-21
- 허니의 전기차 라이프, 〈전기차의 엔진브레이크 거는 법〉, 《네이버 포스트》, 2019-01-03
- 〈엔진 브레이크〉, 《나무위키》
- 공임나라, 〈초보운전자를 위한 엔진 브레이크의 효과적인 사용법〉, 《네이버 포스트》, 2021-05-07
- Buds, 〈엔진 브레이크 사용법, 어느 때 써야 하는 것일까?〉, 《티스토리》, 2019-12-14
같이 보기[편집]
