[정비사례로 알아보는 정비상식] 골치 아픈 제동시 떨림 현상 및 차체떨림 증상 해결 방법
제동을 걸었을 때 스티어링 휠과 차체까지 떨리는 경우가 있습니다. 이런 현상을 저더(Judder)현상 또는 채터(Chatter)현상이라고 부르는데요. 제동 과정에서 발생하는 심한 열로 인해 디스크 로터가 변형되면서 생기는 떨림은 열간 저더(Hot Judder), 관련 부품이 잘못 장착되어 온도가 높아지기 전에 생기는 떨림은 냉간 저더(Cold Judder)라고 합니다.
주행량이 많거나 연식이 오래된 차량에서 주로 발생하는 저더 현상의 원인은 무엇일까요?
브레이크 페달을 밟으면 브레이크 부스터에서 발생한 진공층이 답력을 증가시켜 마스터 실린더를 누릅니다.
마스터 실린더의 피스톤이 움직이면 브레이크 호스 내부에 들어있는 브레이크액이 압착되면서 유압을 형성해 캘리퍼(디스크 타입)나 휠 실린더(드럼 타입)를 밀어내 제동력을 발생시키게 됩니다.
브레이크 타입별로 진동이 발생하는 이유를 자세히 살펴보겠습니다.
디스크 타입의 브레이크
브레이크 디스크는 자동차 바퀴에 안쪽에 붙어있는 원판을 말합니다. 디스크 타입의 브레이크는 디스크 변형과 캘리퍼의 고착이라는 두 가지 원인에 의해 저더 현상이 발생합니다.
1. 디스크 변형에 의한 떨림
디스크는 내열성이 강한 재료로 만들어져 있지만 차량 이용 습관에 따라 변형이 일어나거나 크랙이 생기기도 합니다. 변형을 일으키는 주행습관으로는 우선 잦은 급제동을 꼽을 수 있습니다.
제동을 하는 순간 패드와 디스크의 마찰면에서는 순간적으로 900℃에 가까운 열이 발생하게 되는데요. 기본적으로 디스크는 내열성이 높은 부품이지만 반복적으로 열에 노출되면 변형이 발생하게 됩니다. 안정적으로 주행을 하는 차량의 디스크도 시간이 지나면 표면에 나이테와 같은 결이 생기면서 울퉁불퉁해지는 것을 볼 수 있습니다.
급제동을 자주 하는 차량이라면 디스크가 더 자주 충격과 고온에 노출되면서 빠르게 변형됩니다.
주행 직후 세차를 하는 것도 디스크 변형을 일으키는 습관입니다. 짧은 거리를 저속으로 주행한다고 해도, 일단 제동장치를 사용하면 열이 발생할 수밖에 없습니다. 뜨겁게 달아오른 디스크에 물을 끼얹으면 온도가 갑자기 떨어지면서 금속이 뒤틀리게 됩니다.
엔진을 식힌 후 세차를 해야 한다는 것은 많이 알고 있지만, 제동장치에 대해서는 무심코 넘기는 경우가 있는데요. 디스크 교체 비용이 만만찮은 만큼 주행 직후에 물을 끼얹지 않도록 주의하는 것이 좋습니다.
디스크의 변형 형태
브레이크 디스크의 변형 형태는 크게 3가지로 구분할 수 있습니다.
* 런-아웃 (Run-Out) : 브레이크 디스크가 완만한 곡선으로 휜 상태입니다.
* 두께 변동(Thickness Variatio) : 디스크 표면의 두께가 서로 달라 울퉁불퉁 해진 상태입니다.
* 표면거칠음(Roughness) : 디스크 표면이 불규칙하게 마모된 상태입니다.
디스크가 변형되면 마찰면이 고르지 않아 마치 *ABS가 작동하는 것처럼 다다다다닥하는 떨림이 발생하게 됩니다. 차이가 있다면 디스크 변형으로 인한 떨림은 브레이크 페달이 아니라 스티어링 휠에서 느껴지게 됩니다.
2. 캘리퍼의 고착에 의한 떨림
브레이크 캘리퍼는 브레이크 패드를 디스크에 밀착 시켜주는 유압 장치를 말합니다. 브레이크 호스를 통해 밀려온 브레이크액이 캘리퍼에 부착된 피스톤을 밀어주고, 피스톤에 부착된 브레이크 패드가 디스크와 맞닿게 되는 구조입니다. 브레이크 페달을 밟았을 때는 마찰이 일어나고, 발을 떼면 캘리퍼가 리턴하면서 패드와 디스크가 떨어지게 됩니다.
캘리퍼가 고착되는 이유는 열과 수분에 의한 부식과 피스톤 씰 손상 때문입니다. 피스톤에 압력을 가하는 브레이크액은 시간이 지날수록 수분함량이 높아지는 특징이 있습니다. 브레이크액 속의 수분이 늘어나면 피스톤과 캘리퍼에 녹이 슬면서 리턴이 잘 일어나지 않게 되는데요. 여기에 피스톤에 부착된 고무 부츠가 경화 또는 손상되면 브레이크액이 외부로 누출되면서 캘리퍼의 고착 상태가 더욱 심해지게 됩니다.
브레이크 패드와 디스크가 맞물린 상태로 고착되면 사이드 브레이크를 채우고 주행하는 느낌이 들고, 제동 시에 드르륵하는 소음이 나거나 떨림이 발생하는 것을 느낄 수 있습니다.
드럼 타입의 브레이크
드럼 브레이크 형식이라면 드럼 내부에 마찰력을 발생시키는 라이닝이 마모되면서 발생하는 가루로 인해 소음이나 떨림이 발생할 수 있습니다. 드럼 때문에 분진 가루가 쌓이는 것을 바로 확인하기는 어려우므로, 정비소에서 드럼을 탈거하여 가루를 제거해야 합니다.
참고로 드럼 타입의 경우 휠 실린더에 부착된 고무 부싱의 손상으로 브레이크액 누유가 발생할 위험이 있습니다. 이 경우 유압이 제대로 작용하지 못해 제동력이 떨어지면서 브레이크가 밀리는 듯한 느낌을 받을 수 있습니다.
저더 현상을 줄이는 방법
디스크의 변형으로 인해 진동이 발생한다면 디스크의 표면을 평평하게 다듬는 연마 작업만 거쳐도 떨림이 많이 개선됩니다. 연마 작업을 할 때는 현재 디스크의 두께를 고려해서 진행하는데, 변형의 상태가 심각한 상태에서 연마를 진행하면 두께가 지나치게 얇아져 디스크가 깨질 위험이 높기 때문에 교체하는 것을 권해드립니다.
또한 디스크 연마나 교체 시점에 브레이크 패드도 함께 점검하는 것이 좋습니다. 브레이크 패드 표면이 울퉁불퉁한 상태라면 디스크를 교체해도 떨림이 남을 수 있기 때문입니다.
위에서 한 번 언급했듯, 급제동을 줄이고 디스크가 식은 후세차하는 습관을 들이는 것도 차량 떨림을 예방하는 좋은 방법입니다. 캘리퍼의 고착으로 인한 떨림은 부식된 부품을 교체하고, 오염된 브레이크액을 교환해야 잡을 수 있습니다.
브레이크액은 주행거리 약 4만km ~ 6만km에 한 번씩은 점검을 하는 것이 좋습니다. 점검 시 수분함량이 3% 이상이라면 교환을 해야 합니다.
바름정비 초월점에 브레이크 디스크 관리 문제로 인하여 디스크표면의 스크래치가 발행하여 제동시 드드득하는 소음과 함께 차체가 쏠리는 현상으로 입고한 BMW 차량의 디스크연마 정비 사례를 소개해 드리겠습니다.
브레이크 디스크는 브레이크 디스크로터 라고 하는데, 정상 상태의 두께는 15mm 정도입니다.
이러한 브레이크 디스크변형 및 손상이 있을 경우 디스크로터교환 또는 디스크연마 작업을 하게 되는데, 일반적으로 부식이 심하거나 디스크표면 손상이 심한 경우에는 연마 작업을 할 수 없습니다.
BMW 브레이크디스크손상 의 경우 디스크연마 작업을 통하여 문제를 해결해 드리기로 하였는데, 디스크연마작업은 디스크연마기를 통하여 표면 일부를 고르게 깍아내는 작업방식을 말합니다.
손상된 디스크로터를 디스크연마기에 장착을 한 후 표면이 고르게 되도록 절삭가공을 하는 BMW디스크연마 작업을 진행합니다.
디스크 연마 후에는 제동시 발생하는 고열(약 900도)을 견뎌내기 위해서 고열 코팅제 도포 작업을 시행합니다.
고열 코팅제를 건조시킨 후 다시 재장착을 통하여 핸들떨림 및 제동 밀림의 문제를 해결해 드립니다.
바름정비서비스를 통하여 내 차 수리비에 대한 사전견적 확인이나 비름정비초월점 정비요청을 하시려면
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정비사례 및 자료 : 바름정비 초월점 대표 정비사 김 운섭
