무거운 곳에서 브레이크를 밟는다

Jul 02, 2023

우리가 너무 오랫동안 말해온 진부한 관용어에는 시간이 지나면서 원래의 의미가 흐려지거나 역사 속으로 사라지지만 일상 대화에서는 그 자리를 유지합니다. 예를 들어, "bite the bullet"은 1800년대 후반에 처음 만들어졌으며 역사적으로 환자가 시술로 인한 통증에 대처하기 위해 문자 그대로 총알을 꽉 쥐는 마취 전 의료 행위에서 파생되었습니다. 이제는 지루한 작업을 완료하는 것을 의미합니다.

그러나 일부는 여전히 의미가 있으며 그러한 설명이 필요하지 않습니다. 그러한 문구 중 하나가 "브레이크를 밟아라"입니다. 우리는 모두 문자 그대로나 비유적으로 들어봤지만 그 의미는 일관되게 유지됩니다. "천천히"라는 뜻입니다. 이 관용어는 시간이 흘러도 변함없이 관련성이 높고 설명이 필요하지 않습니다. 현재로서는 그렇습니다.

모든 운전자뿐만 아니라 차량 운전자에게도 이 기술은 얼음이 많거나 미끄러운 도로와 같은 까다로운 조건에서 차량 속도를 안전하게 줄이는 데 매우 귀중한 것으로 입증되었습니다. 그러나 중부하 작업에서 엔진 브레이크 기술이 발전함에 따라 속도를 낮추기 위해 브레이크 페달을 사용할 필요조차 없습니다.

엔진 브레이크는 동력만 생산하는 것이 아니라 엔진을 차량 속도를 줄이는 공기 압축기로 변환합니다. 이렇게 하면 일반 브레이크에 의존하지 않고도 구동륜을 통해 차량 속도를 줄이는 데 도움이 됩니다. 결과적으로 브레이크의 마모가 줄어들어 브레이크 관련 유지 보수 및 서비스를 자주 수행할 필요성이 줄어듭니다. 이는 비용을 절약할 뿐만 아니라 총 소유 비용도 낮춰줍니다.

하지만 그게 전부는 아닙니다! Cummins Valvetrain Technologies(이전 Jacobs Vehicle Systems)의 제품 개발 이사인 Gabe Roberts에 따르면, 엔진 브레이크를 사용하면 연비도 높일 수 있다고 합니다. 따라서 유지관리 비용을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 엔진 브레이크를 사용하여 연료 소비도 줄일 수 있습니다. 이는 윈윈(win-win) 상황입니다. 그런데 이건 어떻게 하는 걸까요?

“대부분의 운전자는 트럭에서 사용하는 3단계 스위치, 즉 세 가지 다른 수준의 엔진 제동에 익숙하다고 생각합니다. 그들은 언덕으로 들어가고 다른 수준을 설정하며, 트럭이 그들에게서 멀어지면 감속 수준을 높입니다. 트럭이 너무 느리게 이동하면 감속 수준이 낮아집니다. 이것이 바로 수동 설정입니다.”라고 Roberts는 말했습니다.

“이를 개선하는 가장 좋은 방법은 크루즈 컨트롤을 사용하는 것입니다.”라고 그는 계속 말했습니다. “오늘날 대부분의 OEM은 무한 제어를 위해 크루즈 컨트롤 시스템에 엔진 브레이크 컨트롤을 프로그래밍했습니다. 그래서 긍정적인 힘으로 가는 것뿐만 아니라 평지에서 언덕을 오르는 것뿐만 아니라 언덕을 내려가는 것도 가능합니다. 그리고 그들이 하는 일은 엔진의 부스트 제어를 조절하는 것입니다. 공기 처리 시스템, 특히 터보를 조절하여 엔진 브레이크를 무한히 제어할 수 있습니다.

“엔진과 변속기가 분리되는 시간을 줄임으로써 엔진의 슬럼프나 차량 속도 슬럼프를 줄일 수 있습니다. 따라서 차량 속도가 더 높게 유지되면 해당 속도에 도달하기 위해 더 적은 연료를 사용해야 합니다. 물론 트럭은 연료를 덜 사용하고 연료 효율도 더 높습니다.”

간략하게 설명했지만 저는 엔진 브레이크 전문가는 아닙니다. 다음은 트럭에서 기술이 어떻게 작동하는지 심층적으로 살펴보는 Roberts입니다.

“흡입구와 압축 행정이 있고 압축 행정의 맨 꼭대기에서 배기 밸브를 몇 밀리미터만 열어 모든 압축 에너지를 배기관으로 배출합니다. 엔진, 파워 실린더 외부”라고 그는 말했다. “가스를 압축함으로써 압축 행정에서 많은 감속 성능을 생성하게 됩니다.

“가스를 압축하면 크랭크샤프트의 속도가 느려집니다.”라고 그는 계속했습니다. “크랭크샤프트의 속도를 늦추면 일반적으로 팽창 행정 중에 압축 에너지가 크랭크샤프트로 반환됩니다. 보통 연료를 주입할 때 그렇습니다. 하지만 엔진 제동 모드에서는 연료가 분사되지 않으므로 가스를 압축한 다음 팽창 행정 중에 크랭크축으로 돌아갑니다. 그리고 우리가 하는 일은 압축된 에너지를 가져와서 배출하는 것입니다. 그래서 팽창 행정 중에 크랭크샤프트로 반환되는 에너지는 거의 없습니다. 이는 크랭크샤프트에 음의 순 토크를 생성하여 엔진 속도를 늦춥니다.”