왜 글삭제요? 알바 새끼야 일 똑바로 안하냐?

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0. intro

난 정비를 배운 적이 없다. 혼자서 배워보겠다고 자가정비 하다가 말아먹은 오두바이가 두대다.

자가정비 시도하면서 느낀게 정비에 필요한 필수 공구 세트가 갖춰져 있지 않으면 안된다는 것이었고, 독립된 정비 공간이 없으면 안된다는 점이었다.

그래서 그 뒤로 정직한 센터를 찾아다니다 몇년간은 창동 오빠달려 김사장님한테 모든 정비를 일임했고 오빠샵이 KR파트너 샵이 되면서 타 메이커 차량 정비를 안하게 된 이후로는 흉노한테 정비를 부탁한다.

자 가정비를 포기하고 센터와 미캐닉에게 일임하기 시작한 이후로는 바이크 매커니즘에 대해서 공부하기 시작했다. 내 바이크가 어디가 문제가 있는지, 정상 컨디션일 때와 어떻게 다른지를 정확히 설명할 수 있어야 미캐닉이 증상을 파악할 수 있고 예방정비가 가능하기 때문이다.

솔직히 말해서 직접 정비를 하는 것이 아니기에 겉핥기 식으로 아는거 맞다. 하지만 적어도 바이크가 움직이는 원리와 각 부분이 어떻게 작동하는지에 대해서는 확실하게 알고 있다고 말할 수 있다.

아는만큼 보인다고, 그래서 갤에서 잘못된 지식 전파하면서 바이크 배워가는 사람들한테 잘못된 고정관념을 만들고, 실제 주행에서 위험한 경우를 유발할 수 있는 헛소리 하는 유동새끼들을 존나 극혐한다. 노른자 너말이야 이새끼야

탈 갤 전에 싸질렀던 수 많은 개념글들도 아무것도 모르면서 잘못된 지식들 속에서 방황하며 올바른 지식을 찾아간 내 경험에서 나온 이야기들이었고, 위험한 탈것을 즐기는 사람들이 즐겁고 안전하게 탈 수 있기를 바라는 마음에서 쓴거였다. (물론 디씨클리너 돌리면서 싹 증발^오^)

그래서 또 쓴다.

바잘알은 아니라도 바알못도 아니기에, 즐겁고 안전한 라이딩에 도움되라고 싸지른다.

아는 내용이면 넘어가고 모르는 내용이면 아 그렇구나 하는 정도로 받아들였으면 좋겠다.

미리 말하는데 길다.

대신 읽어서 손해볼 건 없다고 장담한다.

그리고 이 글의 목적은 전문적인 지식의 전달이 아니라 기초적인 원리를 이해하는 것을 돕는 것이 목적이기 때문에 전문적이고 세밀한 이야기는 최대한 배제하였고 이해하기 쉬운 표현들로 대체하다는 점을 유의하기 바람.

1. 브레이크 패드와 디스크에 대해서

브레이크 패드가 디스크를 갉아먹는다는 개-소리가 있는데, 결론부터 말하면 사람이 입으로 내는 개소리 정도되시겠다.

마찰하는 두 물체가 있다면 당연히 둘 중 경도가 약한 하나가 더 많이 마모되는 것이 맞다. 브레이크의 경우 디스크와 패드인데 당연히 패드의 경도가 더 낮기 때문에 브레이크 패드의 마모가 더 빠를 수 밖에 없다.

즉, 브레이크 패드가 디스크를 갉아 먹는 것은 맞으나 그건 지극히 정상적인 범위이며 적산거리가 오래된 바이크일 수록 디스크의 두께는 얇아질 수 밖에 없다. 그렇기에 메이커에서 제공하는 웤스 매뉴얼에는 디스크의 두께를 측정해서 일정 두께 이하가 되면 교체하도록 권장하고 있는거고.

2. 왜 디스크 두께가 얇아지면 형태가 멀쩡해도 교체를 해야하는가?

브 레이킹은 바이크가 앞으로 나아가는 운동에너지를 디스크와 패드의 마찰열로 인한 열 에너지로 변환해 대기중으로 방출하는 것이 기본적인 원리이다. 그 안에서 서스펜션의 움직임, 타이어의 마찰력 등의 다양한 요소가 적용되지만, 가장 큰 기본 원리는 에너지 보존의 법칙을 따라 운동에너지->열에너지의 변환이다.

패드와 디스크가 마찰을 하는 동안 바이크의 운동에너지는 열 에너지로 바뀌어 디스크가 뜨겁게 달궈지고, 그 열이 대기중으로 방출되면서 운동에너지를 상쇄시키는 것, 이게 브레이킹의 기본 원리라는 말.

여기서 디스크의 역할과 패드의 역할이 나뉘게 된다. 패드의 역할을 바이크의 운동에너지를 디스크에게 "마찰을 통해 전달"하는 역할이고, 디스크는 마찰을 통해 전달받은 운동에너지를 "열"로서 바꾸어 대기중으로 방출 하는 역할을 한다.

순간적으로 마찰을 통해 매우 뜨거운 열기를 발생시키고 다시 공기중의 냉각을 통해 온도가 낮아지는 극한의 환경을 반복하기 때문에 브레이크 디스크의 내구성은 상당히 높은 편이다.

<가혹한 레이스 환경하에서 디스크 표면의 변화를 보여주는 영상 - 디스크가 마찰열로 인해 빨갛게 달아오르는 것을 볼 수 있다>

마찰에도 쉽게 마모되지 않으면서 급격한 가열/냉각에도 변형되지 않고, 빠른 열 전도가 가능해야 하는 등 다양한 조건을 만족시켜야만 한다. 바꿔 말하면 브레이크 디스크의 내구성은 높아야만 하는 것이다.

앞 서 말한 것 처럼 브레이크 디스크와 패드는 마찰을 반복하기 때문에 필연적으로 패드와 디스크는 양쪽 다 마모가 될 수 밖에 없다. 일반적으로 브레이크 패드가 먼저 마모가 되고, 브레이크 디스크는 정상적인 상태라면 주행습관에 따라 3~5만km 정도 주행후 교체시기가 도래한다. (이는 사용하는 패드와 주행습관에 따라 케이스 바이 케이스.)

일정 수준 이하로 마모된 디스크는 형태가 멀쩡하다 하여도 더 이상 가혹한 브레이킹 환경을 견딜 수가 없게 된다. 즉, 급격한 가열과 냉각으로 인해 열변형이 발생할 수 있고, 패드와의 마찰을 통한 운동에너지->열에너지의 전환 효율이 떨어져 브레이킹 성능이 저하되게 된다. 일정 수준이하로 마모된 브레이크 디스크를 그대로 사용하게 된다면 브레이킹 성능이 저하되는 것은 물론이고 디스크 자체에 변형이 생겨 브레이킹 성능이 급격하게 하락하게 되어버린다.

그렇기 때문에 형태가 멀쩡한 디스크라고 한들 일정 두께 이하로 마모되었다고 하면 무조건 교체하는 것이 안전을 위한 최선의 노력이라고 할 수 있다.

교 체주기도 길기 때문에 반년에 한 번씩 정기점검 하면서 체크해줘도 충분하다. 만약 메이커 권장 기준에 1mm정도 근접했다고 하면 주저없이 교체하자. 물론, 메이커 권장 기준을 초과했다고 해도 당장의 주행에는 문제가 없지만 예방정비라는게 괜히 하는게 아니지 않는가?

3. 디스크의 형상 :  디스크에는 왜 구멍이 나있고 웨이브 디스크는 왜 제동력이 좋은가?

디 스크의 형태를 보면 여러가지가 있다. 저렴한  125cc 미만 스쿠터나 구형 국산 바이크에는 도넛 형태의 원반이 달려있고, 원동기 이상 바이크에는 조금 큰 디스크에 구멍이 송송 뚤려있는것도 있고, 튜닝용품으로 나오는 디스크는 웨이브 형태에 부채살이 잔뜩 있는 경우가 있다.

형태는 필요에 의해 만들어진다는 말 처럼, 브레이크 디스크가 이러한 형태를 취하는데에는 다 이유가 있는 법.

단순히 원형 디스크인 경우는 원가절감 차원에서 그냥 쓴거다. 어차피 절대적인 제동성능이 중요하지도 않고 가격이 가장 중요한 경우에 많이들 사용한다. 구형 엑시브도 단순한 원형 디스크였던걸 생각해보자.

보통 구멍이 뚤린 경우는 두가지 목적을 위해서 구멍을 뚫는다.

첫째, 무게 감소를 위해서다. 앞서 말했던 것 처럼 디스크는 극한의 환경에서도 형태를 유지하고 역할을 해야 하기 때문에 상당한 내구성이 요구되고 그렇기 때문에 순정 디스크는 상당히 무거워질 수 밖에 없다.

무 거운 디스크가 휠에 달려있으면 바이크의 운동성이 떨어지고 그렇기에 어떻게든 디스크의 기능을 유지하는 선에서 무게를 줄이기 위해 타공을 해서 무게를 덜어내기 위한 목적으로 디스크에 구멍을 뚫는다. 물론, 공정이 추가되었으니 가격은 상승. 디스크 바깥쪽에 구멍을 뚫는건 원심력은 바깥쪽에서 크게 작용하기 때문에 바깥쪽 무게를 줄이기 위한 목적도 있고 아래 서술할 것 처럼 열 배출을 위한 목적이 추가된다.

또한 휠의 무게가 가벼워지면 F=ma라는 우주의 진리에 따라 제동에 필요한 에너지가 줄어들기 때문에 휠의 무게가 가벼울수록 제동성능이 올라가게 되는 것이다.

둘 째, 냉각성능 향상을 위한 목적이다. 공냉식 엔진이 냉각핀을 촘촘히 박아서 접촉면적을 늘리는 것 처럼 디스크도 접촉면적을 늘려 마찰열을 빠르게 배출하는 목적으로 구멍을 뚫는 것. 운동에너지를 열 에너지로 배출하는 디스크가 더 빨리 냉각될 수록 절대적인 브레이킹 성능은 올라가게 된다.

이러한 두가지 목적을 생각했을 때, 웨이브 디스크가 나올 수 밖에 없는 이유는 충분히 유추가 가능하다. 같은 무게로 더 많은 접촉면적을 확보할 수 있고 그를 통해 절대적인 제동력을 확보할 수 있다는 점. 반대로 동일한 제동력을 낼 수 있는 디스크를 만들 때 훨씬 가볍게 만들 수 있다는 말이기도 하다.

즉, 같은 무게로 더 넓은 면적의 디스크를 만들 수 있고 더 넓은 면적을 만들었기에 더 촘촘하게 타공이 가능해 가볍게 만들 수 있는 종합적인 장점을 가진다.

웨 이브 디스크도 하나의 재질로 일괄성형하는 경우도 있지만 휠 허브에 물리는 부분과 패드와 접촉하는 부분을 서로 다른 재질로서 만들어 경량화 + 냉각효율 극대화를 꾀하는 경우도 있다. 브렘보다 프란도와 같이 브레이크로 유명한 회사의 디스크들을 보면 쉽게 관찰 가능하다.

<브렘보의 웨이브 디스크 - 마찰부분과 휠허브 결합부분이 서로 다른 재질로 된 것을 확인할 수 있다>

다시 한 번 브레이킹의 기초 원리를 떠올려보자.

운동 에너지를 패드와 디스크의 마찰을 통한 열 에너지로 변환해서 대기중으로 방출하여 상쇄시키는 것이 브레이킹의 기초 원리라고 했다.

그렇다면 제동력을 키우기 위해서 다양한 튜닝방법이 있겠지만, 디스크와 패드만으로 한정시킨다면 1) 더 넓음 마찰면적 2) 더 빠른 냉각효율 3) 가벼운 무게 세가지를 대표적으로 꼽을 수 있을 것이다.

그렇기 때문에 웨이브디스크는 브레이킹 성능을 향상시키면서 동시에 휠 무게를 줄일 수 있는 가장 효과적인 브레이크 튜닝이라고 할 수 있으며 또한 외형도 순정보다 훨씬 뛰어나기 때문에 룩딸용으로 튜닝을 많이 하기도 한다.

그 밖에도 열전도율과 내마모성을 높히기 위해 브레이크 디스크에는 수 많은 소재가 사용되기도 한다.

일반적으로 철을 사용하지만 간혹 내마모율이 높은 강철이나 합금, 가벼운 알류미늄이나 듀랄류민으로 휠허브 결합부를 만들기도 하며 극한의 레이스에서는 카본으로 만든 디스크를 쓰기도 한다.

<MotoGP에 참전하는 야마하 M1의 카본 디스크>

4. 디스크 패드의 내구성에 대해서

지금까지 디스크의 이야기를 했으니 이제 패드의 이야기를 해보자.

패 드의 역할은 "운동에너지를 마찰을 통해 디스크에게 열에너지로 전달"하는 것이라고 이야기 했다. 따라서 마찰을 통해 열을 발생시키는 역할을 해야 하는 패드는 마모가 빠르고 마찰로서 열을 발생시키면서 부산물을 배출하게 된다. 이 부산물이 흔히들 말하는 브레이크 분진이다. 흰색 휠이 장착된 바이크에 까맣게 달라붙는 까끌까끌한 가루가 바로 그것. (혹은 자동차 휠에 새까맣게 달라붙은 그것.)

<자동차 브레이크의 분진 - 딱 이 한장으로 패드의 마모에 대한 이해는 가능할 것이라고 생각한다>

브레이크 패드 역시 디스크와 마찬가지로 다양한 재질로 만들어진다.

다 만 디스크와 달리 "내마모성"이 중요한 것이 아니라 얼마나 디스크와 마찰을 통해 많은 에너지를 전달해줄 수 있는지가 중요시되기 때문에 내구성이 높은 금속보다는 마모성이 낮아도 마찰력이 좋은 동(구리)이나 금속과 혼합된 세라믹 혼합물이 많이 쓰인다.

패드는 마찰을 통해 운동에너지를 디스크에게 전달하며, 그 과정에서 열이 발생하고 따라서 마모가 디스크에 비해 상대적으로 빠르게 일어난다. 따라서 정상적인 상태에서 패드가 디스크를 갉아먹는 경우는 없다. 애초에 패드의 경도(혹은 마모성/내마모성)가 디스크의 그것보다 현저하게 낮기 때문에 정상적인 조합에서라면 디스크를 갉아먹어서는 안된다. 디스크와 패드의 조합이 잘못되었다거나 사이즈가 안맞는 패드의 사용, 캘리퍼의 규격이 잘못되었거나 패드의 마모도가 높아 캘리퍼가 직접 접촉하는 경우 등등이 아니라면 패드가 디스크를 먹는 경우는 없다고 봐도 무방하다.

하 나의 목적을 가진 디스크와 달리 패드는 "마찰을 통한 에너지 전달" 뿐만아니라 라이더가 직접 느끼는 "브레이크 레버 터치감"에 큰 영향을 미친다. 따라서 다양한 상황과 요구를 충족시키는 브레이크 패드는 가격이 높아질 수 밖에 없다. 또한 캘리퍼와의 조합도 중요하고 디스크와의 궁합도 중요하기 때문에 브레이크 패드는 검증된 데이터가 있는 제품을 사용하는 것이 좋다.

또 한 패드는 무조건 비싸다고 좋은 것은 아니다. 비싼 패드는 극한의 레이스 환경에 특화된 경우가 많아 절대성능은 뛰어날지언정 마일리지가 낮은 경우가 태반이다. 가격과 성능은 비례한다고 하지만, 그 성능이 자기의 목적에 맞는지는 별개의 이야기. 아무리 성능이 좋아도 목적에 부합하지 않는다면 오버스팩일 뿐이다.

성능에 대해서는 개인적인 견해가 많이 포함되기 때문에 추천하지는 않지만 "프로젝트 뮤" 같은 경우는 각각의 제품의 성능과 목적에 대해 어느정도 참고할 수 있는 데이터를 제공하고 세밀하게 제품군을 구분해두는 편이다. 패드를 선택하기 전 구글을 통해 해당 메이커의 제품의 성능과 목적을 찾아보고 자기에게 맞는 것을 선택하는 것이 좋다.

<프로젝트 뮤의 브레이크 패드 카탈로그 - 참고 이미지는 자동차용이지만 바이크 역시 각 목적별 제품의 성능에 대한 간략한 데이터를 제공한다.>

5. 총론

브레이킹에 있어 디스크의 역할과 패드의 역할은 일견 비슷해보이지만 그 원리를 파악해보면 엄격하게 구분되어있다.

왜 디스크는 그러한 형상을 취하고 있는가에 대한 이해는 왜 휠이 가벼워져야 하는가에 대한 이해로 이어지고, 그 이해는 브레이킹 성능에 디스크와 휠이 어떻게 영향을 미치는지로 사고를 확장시킬 수 있는 계기가 될 수 있다.

마찬가지로 패드에 대한 이해 역시 왜 분진이 날리는지, 패드의 종류에 따라 제동력이 어떻게 변하는지를 이해할 수 있는 가장 기초적인 부분을 이룬다.

몸 으로 테크닉을 터득하는 것 만큼 중요한 것은 각 부분의 작동 원리를 이해하는 것이다. 뛰어난 드라이버와 라이더 역시 자신이 타는 머신에 대해 누구보다 빠삭하게 이해하고 있다. 자신이 타는 머신에 대한 이해를 하지 못한다면 더 나은 세팅을 제안하고 더 나아가서 신형 머신을 개발하기 위한 데이터를 내지 못할 것이다.

이처럼 원리를 이해하는 것은 합리적인 튜닝과 최상의 라이딩 컨디션을 위해서 필수적인 과정이며 또한 자신의 바이크에 대한 관리와 애정을 키울 수 있는 가장 좋은 방법이라고 생각한다.

다음 주제는 브레이킹에 작용하는 전반적인 과정에 대해 다뤄보겠음.

그 외에 다른 주제를 원한다면 그쪽으 먼저 다뤄드림.