1. 공기 브레이크

1.1. 공기 브레이크의 개요

공기 브레이크는 압축공기의 압력을 이용하여 모든 바퀴의 브레이크 슈를 드럼에 압착시켜서 제동 작용을 하는 것이며, 브레이크 페달로 밸브를 개폐시켜 공기량으로 제동력을 조절하며 장단점은 다음과 같다.

(1) 공기 브레이크의 장점

① 차량 중량에 제한을 받지 않는다.

② 공기가 다소 누출되어도 제동 성능이 현저하게 저하되지 않는다.

③ 베이퍼 록 발생 염려가 없다.

④ 페달 밟는 양에 따라 제동력이 조절된다(유압식은 페달 밟는 힘에 의해 제동력이 비례한다).

공기 브레이크의 배관 및 구조

(2) 공기 브레이크의 단점

① 공기 압축기 구동에 기관의 출력이 일부 소모된다.

② 구조가 복잡하고 값이 비싸다.

1.2. 공기 브레이크의 구조

(1) 압축공기 계통

1) 공기 압축기(air compressor)

기관의 크랭크축에 의해 V벨트로 구동되며, 압축공기를 생산한다. 공기 입구 쪽에는 언로더밸브가 설치되어 있어 압력 조정기와 함께 공기 압축기가 과다하게 작동하는 것을 방지하고, 공기탱크 내의 공기 압력을 일정하게 조정한다.

2) 압력 조정기와 언로더 밸브

압력 조정기는 공기탱크 내의 압력이 5~7kgf/cm2 이상 되면 공기탱크에서 공기 입구로 들어온 압축 공기가 스프링 장력을 이기고 밸브를 밀어 올린다. 이에 따라 압축 공기는 공기 압축기의 언로더 밸브 위쪽에 작동하여 언로더 밸브를 내려 밀어 열기 때문에 흡입밸브가 열려 공기 압축기 작동이 정지된다. 또 공기탱크 내의 압력이 규정 값 이하가 되면 언로더 밸브가 제자리로 복귀되어 공기 압축 작용이 다시 시작된다.

3) 공기탱크

공기 압축기에서 보내 온 압축 공기를 저장하며 탱크 내의 공기 압력이 규정 값 이상이 되면 공기를 배출시키는 안전밸브와 공기 압축기로 공기가 역류하는 것을 방지하는 체크밸브 및 탱크 내의 수분 등을 제거하기 위한 드레인 코크가 있다.

(2) 공기 브레이크의 제동계통

1) 브레이크 밸브(brake valve)

페달에 의해 개폐되며 페달을 밟는 양에 따라 공기탱크 내의 압축 공기를 도입하여 제동력을 조절한다. 즉, 페달을 밟으면 위쪽의 플런저가 메인 스프링을 누르고 배기밸브를 닫은 후 공급밸브를 연다. 이에 따라 공기탱크의 압축 공기가 앞 브레이크의 퀵 릴리스밸브 및 뒤 브레이크의 릴레이밸브 그리고 각 브레이크 체임버로 보내져 제동 작용을 한다. 그리고 페달을 놓으면 플런저가 제자리로 복귀하여 배기밸브가 열리며 제동 작용을 한 공기를 대기 중으로 배출시킨다.

2) 퀵 릴리스 밸브(quick release valve)

페달을 밟으면 브레이크 밸브로부터 압축 공기가 입구를 통하여 작동되면 밸브가 열려 앞 브레이크 체임버로 통하는 양쪽 구멍을 연다. 이에 따라 브레이크 체임버에 압축 공기가 작동하여 제동된다. 또 페달을 놓으면 브레이크 밸브로부터 공기가 배출됨에 따라 입구 압력이 낮아진다. 이에 따라 밸브는 스프링 장력에 의해 제자리로 복귀하여 배기 구멍을 열고 앞 브레이크 체임버 내의 공기를 신속히 배출시켜 제동을 푼다.

3) 릴레이 밸브(relay valve)

페달을 밟아 브레이크 밸브로부터 공기 압력이 작동하면 다이어프램이 아래쪽으로 내려가 배기밸브를 닫고 공급밸브를 열어 공기탱크 내의 공기를 직접 뒤 브레이크 체임버로 보내어 제동시킨다. 또 페달을 놓아 다이어프램 위에 작동하던 브레이크 밸브로부터의 공기 압력이 감소하면 브레이크 체임버 내의 압력이 다이어프램 위에 작동하던 압력보다 커지므로 다이어프램을 위로 밀어 올려 윗부분의 압력과 평행이 될 때까지 밸브를 열고 공기를 배출시켜 신속하게 제동을 푼다.

4) 브레이크 체임버(brake chamber)

브레이크 체임버는 페달을 밟아 브레이크밸브에서 조절된 압축 공기가 체임버 내로 유입되면 다이어프램은 스프링을 누르고 이동한다. 이에 따라 푸시로드가 슬랙 조정기를 거쳐 캠을 회전시켜 브레이크 슈가 확장하여 드럼에 압착되어 제동을 한다. 페달을 놓으면 다이어프램이 스프링 장력으로 제자리로 복귀하여 제동이 해제된다.