캘리퍼 하우징의 경량화 방안
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- 목차
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1. 대상물 개요 및 경량화 필요성
2. 캘리퍼의 국내외 동향
3. 경량화 방안
4. 경량화 효과
5. 참고문헌
- 본문내용
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승용 자동차에 사용되는 브레이크는 차량의 속도를 조절하며, 타이어, 조향장치와 함께 자동차의 안전에 직결되는 부품이다. 이러한 브레이크는 어떠한 도로 상태에서도 안정적으로 작동을 하여야 하며, 파손이 발생하지 않을 충분한 강도와 내구성이 필요하다. 캘리퍼 브레이크는 바퀴와 같이 회전하는 디스크를 디스크 외부에 장착된 캘리퍼에 의해 클램핑함으로써 마찰재와 디스크의 마찰력을 이용하여 바퀴의 회전력을 멈추게 하는 장치이다.
노면과 타이어의 사이에 발생하는 상대 미끄러짐을 방지하기 위해 대부분의 차량은 ABS시스템을 사용하는데, 이는 일반적인 브레이크와 달리 바퀴의 잠김을 방지하기 위하여 브레이크 실린더에 유압 공급을 계속 변화시킨다. 일반 브레이크는 한번의 유압 상승이 있지만, ABS의 경우 작동을 하기 위해 유압이 반복적으로 작용하여, 브레이크에 많은 하중이 작용하게 되며, 이에 따른 피로손상 또한 발생할 수 있다.
캘리퍼의 재료를 바꾼다면 경량화가 가능해지게 되고 캘리퍼를 컴팩트하게 만들 있으며 고강성도 확보할 수 있으며 재료에 따라 강력한 제동성을 얻을 수 있다. 또 차량의 연료소비를 줄 일 수 있다.
2. 캘리퍼의 국내외 동향
현재 국내에서 자동차에 쓰이는 캘리퍼는 대부분이 구상흑연주철(FCD450,550)이다. 하지만 요즘 들어 세계적인 자동차 경량화 추세와 연비 절감 때문에 캘리퍼의 재료가 변화 하는 추세이다. 이런 재료의 변화는 고급승용차에서부터 나타나고 있다. 에쿠스가 주철과 알루미늄이 섞인 캘리퍼의 재료가 변형된 처음 모델이고 요즘 들어 나오는 제네시스와 신형 투스카니에 와서야 알루미늄 합금 소재만을 적용한 모델이 만들어 졌다. 하지만 아직까지는 이것들이 선택옵션이다. 또 여기에 들어가는 캘리퍼는 이탈리아 브렘보사의 제품을 사서 조립하고 있다. 다시 말하면 이 분야에서 국내기술이 외국기술에 비해 아직 까지는 뒤처지고 있다는 것을 말해준다.
외국 경우 HDR(hydraulic brake system)회사가 캘리퍼 브레이크 분야의 선두주자이다. 이 기업에 따르면 현재 캘리퍼의 대체 재료로 알루미늄으로 제한된다고 한다. 그 이유로 캘리퍼를 만들기 위해서는 많은 조건들이 있는데 그 조건을 만족하는 것이 아직까지는 알루미늄 밖에 없다고 한다. 그 기업의 기술력은 2008년 6월 25일 현재 캘리퍼의 무게를 3.75kg 까지 무게를 줄였다. 하지만 우리나라의 캘리퍼들은 약 6-7kg 정도가 나간다. 그러므로 알루미늄으로의 재료의 변화와 기술 개발이 시급하다고 본다.
- 참고문헌
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1) bloomberg, 2008년 비철금속 가격전망 2008.1.2 이재호 연구원
2) 알루미늄 합금의 환경친화적 고속가공 특성 2004.3 배정철,황인옥,강익수
3) 캘리퍼 하우징의 형상 최적설계, 최재석, pp. 1~2
4) 디스크 브레이크의 편마모 방지를 위한 Finger 안쪽면 윗 부분이 가공된 캘리퍼 하우징의 유한 요소 해석, 김남경, 강종표, pp. 89~90, 93
5) 아바쿠스를 이용한 캘리퍼 브레이크의 응력해석, 임문혁, 신현명, pp. 65~66
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