브레이크 서보 또는 파워 브레이크 부스터라고도하는 마스터 브레이크 부스터는 현대식 차량 제동 시스템에서 중요한 구성 요소입니다. 주요 기능은 운전자가 브레이크 페달에 적용되는 힘을 증폭하여 차량을 쉽게 멈추고 제동 효율을 향상시키는 것입니다. 다양한 유형의 부스터가 존재하며, 각각의 다양한 전원 (예 : 진공, 유압 또는 전기)을 활용 하여이 지원을 달성합니다. 아래는 핵심 메커니즘 및 운영 원리와 함께 가장 일반적인 유형의 작동 방식에 대한 자세한 설명입니다.
### 1. 진공 브레이크 부스터 : 가장 일반적인 디자인
구조 및 주요 구성 요소
진공 브레이크 부스터는 일반적으로 다음으로 구성됩니다.
횡격막: 부스터를 두 챔버로 분리하는 유연한 막.
진공 챔버: 엔진의 흡기 매니 폴드 (또는 진공 펌프)에 연결되어 음압을 유지합니다.
대기 챔버: 밀봉되었지만 브레이크 페달을 누르면 공기를 인정할 수 있습니다.
밸브 어셈블리: 브레이크 페달 입력으로 제어되는 진공 밸브와 대기 밸브가 포함되어 있습니다.
푸시로드: 다이어프램에서 브레이크 마스터 실린더로 힘을 전달합니다.
작업 원칙
휴식 상태 (페달을 눌렀습니다):
진공 밸브가 열려있어 두 챔버가 엔진으로부터 동일한 진공 압력 (약 . -20 inhg)을 유지할 수 있습니다.
다이어프램은 균형을 유지하여 마스터 실린더에 추가 힘을 가하지 않습니다.
브레이크 페달을 눌렀을 때:
1 단계 : 밸브 활성화: 페달 움직임은 진공 밸브를 닫고 대기 밸브를 열는 기계적 연결을 유발합니다.
2 단계 : 압력 차동: 대기 챔버는 이제 공기 (주변 압력에서)를 인정하는 반면 진공 챔버는 음압을 유지합니다. 이것은 다이어프램에 걸쳐 압력 차이를 만듭니다.
3 단계 : 다이어프램 이동: 압력 차이 (다이어프램의 한쪽에 밀리는 대기압)는 다이어프램을 진공 챔버쪽으로 밀어 넣는 힘을 생성합니다.
4 단계 : 강제 증폭: 다이어프램의 움직임은 푸시로드를 통해 마스터 실린더로 옮겨져 운전자의 발 힘에 5-10 배를 곱합니다. 예를 들어, 50 파운드의 발 힘은 마스터 실린더에서 250-500 파운드의 힘이 될 수 있습니다.
브레이크 페달이 출시 될 때:
진공 밸브는 다시 열리고 두 챔버의 압력을 동등하게합니다. 다이어프램은 휴식 위치로 돌아오고 부스터는 지원을 멈 춥니 다.
진공 소스 변형
가솔린 엔진: 정상 작동 중에 풍부한 섭취 매니 폴드 진공에 의존합니다.
디젤 엔진/일부 하이브리드: 디젤 엔진이 흡기 진공을 거의 생성하기 때문에 전기 진공 펌프 (예 : 다이어프램 펌프)를 사용하여 진공을 생성 할 수 있습니다.
### 2. Hydro-Boost Brake Booster : 고압 시스템의 유압 지원
구조 및 주요 구성 요소
유압 챔버: 차량의 파워 스티어링 펌프 (또는 전용 유압 펌프)로 구동됩니다.
피스톤 및 밸브 어셈블리: 브레이크 페달에 의해 제어하여 유압을 직접 제어합니다.
푸시로드: 유압력을 마스터 실린더로 변환합니다.
작업 원칙
전원: 파워 스티어링 펌프는 고압 유압 유체 (일반적으로 1,000-1,500 psi)를 만듭니다.
페달 응용 프로그램: 브레이크 페달을 누르면 유압 유체를 부스터의 피스톤으로 지시하는 밸브가 활성화됩니다.
강제 증폭: 수력 압력은 피스톤을 밀어내어 마스터 실린더를 상당한 힘으로 밀어 넣습니다 (예 : 운전자의 발 압력의 10-20 배).
장점: 유압 압력이 엔진 진공보다 일관되기 때문에 제한된 진공 청소기 (예 : 디젤 트럭, 대형 차량) 또는 높은 제동력이 필요한 차량에 이상적입니다.
### 3. 전자 브레이크 부스터 (E-Boost) : 현대 전기 지원
구조 및 주요 구성 요소
모터: 차량의 전기 시스템에 의해 구동.
기계적 변속기: 모터 회전을 선형 힘으로 변환하는 기어 트레인 또는 나사 메커니즘과 같은.
제어 모듈: 브레이크 페달 입력을 처리하고 운전 조건에 따라 모터를 활성화합니다.
작업 원칙
페달 입력 감지: 센서 브레이크 페달의 힘과 이동을 측정합니다.
전자 처리: 제어 모듈은 차량 속도, 하중 및 ABS 활성화와 같은 요소에 따라 필요한 지원을 계산합니다.
모터 활성화: 전기 모터는 기계 시스템 (예 : 나사 잭)을 구동하여 마스터 실린더를 밀어 정확하고 조정 가능한 보조를 제공합니다.
장점:
진공 또는 유압 전력을위한 엔진이없는 전기 자동차 (EV)에 이상적입니다.
시스템이 마찰 브레이크와 재생 제동 사이를 조정하여 에너지 회복을 극대화 할 수 있으므로 재생 제동 통합을 가능하게합니다.
전통적인 부스터에 비해 더 빠른 응답 시간과 일관된 성능을 제공합니다.
### 4. 부스터가 제동 효율성을 향상시키는 방법 : 메커니즘의 물리학
강제 곱셈: 모든 부스터의 핵심 목적은 운전자 노력을 줄이는 것입니다. 부스터가 없으면 차량을 정지하려면 매우 높은 발 압력 (예 : 200+ 파운드)이 필요합니다.
진공 부스터의 예:
일반적인 부스터의 다이어프램 영역은 10 평방 인치 일 수 있습니다.
표준 진공 (-20 INHG)에서, 압력 차이는 ~ 10 psi입니다 (대기압은 해수면에서 ~ 14.7 psi이므로 -20 inngg ≈ 5 psi 절대의 진공은 9.7 psi 차이를 초래합니다).
압력 차이로 인한 힘 : 10 평방 in.
안전 중요성: 부스터는 강도가 제한된 운전자조차도 특히 비상 정지에서 충분한 제동력을 적용 할 수 있습니다.
### 5. 부스터 유형 간의 주요 차이점
| 유형 | 전원 | 일반적인 응용 프로그램 | 장점 |
|---|---|---|---|
| 진공 부스터 | 엔진 진공 또는 전기 펌프 | 대부분의 승용차, 가솔린 엔진 | 간단한 디자인, 신뢰할 수 있고 낮은 유지 보수 |
| 수력 부스트 | 파워 스티어링 유압 유체 | 디젤 트럭, 대형 차량, 일부 상업용 차량 | 엔진 부하, 고 힘 출력에 관계없이 일관된 전력 |
| 전자 부스터 | 모터 | EVS, 현대 하이브리드, 고급 승용차 | 소형, 전자 안전 시스템 (ABS, ESC), 재생 제동 호환성과 통합 |
### 6. 실제 작업 : 페달에서 중지까지
운전자가 페달을 밟습니다: 기계적 힘은 부스터의 입력로드에 적용됩니다.
부스터가 활성화됩니다: 유형, 진공 압력, 유압 유체 또는 전기 모터에 따라 보조력을 생성합니다.
마스터 실린더가 밀려났습니다: 결합 된 드라이버와 부스터 포스는 마스터 실린더 피스톤을 밀어 유압 압력을 만듭니다.
유압 압력 전달: 유체는 캘리퍼/드럼 브레이크로 이동하여 마찰 구성 요소를 활성화하여 차량을 정지시킵니다.
