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스카니아의 리타더 브레이크. 가장 오른쪽의 것.
목차
1 개요
대형 파워트레인을 사용하는 대형 차량의 변속기에서 유압기동장치를 사용해 제동력을 제공하는 브레이크.
약 10톤 이상의 적재중량을 가진 트럭부터 파워트레인 쪽에 이 브레이크를 옵션으로 붙일 수 있다.
2 동작 원리
전(全) 제동계통은 반드시 기관의 회전수가 높은 상태에서 감속 토크가 상승한다. 제동력은 기관의 회전수에 이승비례한다.
2.1 유압식 리타더
동력을 열로 변환하는 데 유압을 매개로 한다.
2.1.1 기어에 직분사 하는 방식
자동변속기에서 사용하는 방식으로, 기어 자체에 작은 터빈이 있어 필요시 이를 활용해 제동력을 발생시킨다.
- 트랜스미션 내에 존재하는 변속기 오일은 평상시 기어 윤활 역할을 하며 잘 돌아가고 있다.
- 리타더 작동 지령이 들어가면 엔진과 변속기가 연결되는 클러치&댐퍼 뒷단 기어에
- 공압을 사용해서 리타더 오일을 기어 작동방향과 반대로 분사한다.
- 기어에서 감속 토크가 발생해 제동력이 발생한다.
2.1.2 별도의 리터더용 로터(터빈)가 있는 방식
수동변속기에서 사용하는 방식으로 트렌스미션 뒷단에 별도로 동력축을 인계해 장착하며 제동력이 위에 있는 것 보다 훨씬 높다.
- 트랜스미션 오일은 리타더와 공유되거나(스카니아/볼보/만) 별도의 리타더용 변속기 오일 계통을 가진다.(현대)
- 리타더는 트랜스미션에서 바퀴와 연결되는 출력측 옆에 동력축을 하나 받아 장착된다.
- 리타더 장치 내에는 오일을 고속으로 회전시키는 로터와 오일의 회전을 방해하는 스테이터가 장착되며 로터와 스테이터는 리액터를 중앙에 두고 매우 가까이 붙어있다.
- 리타더 작동 지령이 들어가면 리타더 브레이크 내부의 오일이
- 로터와 반대 방향으로 가압 회전 하거나
- 스테이터의 회전이 정지되어
- 매우 강한 제동 토크를 발생시킨다. [1]
- 이 때 발생한 유압액의 발열은 고속으로 열교환기를 통해 냉각 계통으로 보내진다.
2.2 전기식(와전류식) 리타더
- 트랜스미션의 전단에 동력축과 연결된 농형 드럼과 내측의 전자석이 설치되어 있으며
- 리타더 지령이 들어갈 경우 전자석이 작동되면
- 회전하고 있던 드럼은 회전에 의해 전자석에서 발생하는 자기장을 단속하게 되는데
- 이로 인해서 드럼 전체에 와전류가 유도되며 이 전류는 매우 크므로
- 전자석에서 발생하는 자기장과 상당히 강한 반발을 일으킨다.
- 이로인해 드럼의 속도가 빠르게 감소하게 된다.
- 드럼에서 발생하는 열은 와전류의 크기에 달리는데, 고속으로 회전하며 반발력이 가장 클 때 와전류가 크므로
- 유압식과 똑같은 발열이 생긴다.
3 장점
- 내구성이 엄청나게 좋다. 유압계통을 사용하거나 전자기 계통을 사용하므로 물리적인 마찰을 사용해 제동력을 얻는것에 비해 오랜 시간 내구성을 보장한다.
- 페이드 현상, 베이퍼 록 현상이 거의 일어나지 않는다.[2]
- 고속에서 제동하기에 유리하다.
- 제동력의 제어가 정밀하다. 엔진 주축이나 변속기 출력축의 속도에 따라 제동력은 달라지나, ECU 에서 보정되어 원하는 제동력을 얻을 수 있다.
- 크루즈컨트롤과 결합해 오르막/내리막에 상관없이 일정한 속도를 낼 수 있다. 리타더가 없으면 내리막에서는 크루즈컨트롤이 속도 제어를 해주지 못해 속력이 점점 증가한다.
- 매우 조용하다.
- 통상 브레이크(서비스 브레이크)를 일부 대체할 수 있어 브레이크 라이닝 수명연장에 큰 도움이 된다. 특히 정속주행중에는 통상 브레이크를 전혀 사용하지 않는다.
- 바퀴가 잠기지 않아 그립을 항상 유지할 수 있다.
4 단점
- 저속에서의 제동력이 낮다.
- 유압식의 경우 오일 교체를 가끔 해야하고 전기식의 경우 드럼이 타지 않았는지 잘 확인해야 한다.
- 부품 수가 늘어나므로 차량가격이 상승하며 정비 난이도가 올라간다. 일반 승용차에 리타더를 장착하지 않는 가장 큰 이유.
- 리타더의 존재를 인식하고 그에 맞는 운전 습관을 들일 필요가 있다.