디스크 브레이크 패드
디젤 매연보다 더 심각하다
제동 시 분진 발생
대부분 현대의 자동차 브레이크 시스템은 디스크 브레이크로 정착되었다. 물론 드럼 브레이크를 후륜에 적용하는 때도 종종 있지만, 이는 준중형 이하에서 그다지 높지 않은 출력의 차종이라 큰 제동력이 필요하지 않은 경우다. 대부분의 전륜 브레이크는 디스크 브레이크를 채택하는데, 이 디스크 브레이크는 패드와 디스크의 마찰로 제동력을 얻는 메커니즘 상, 제동 시 분진이 필연적으로 발생한다.
그런데 최근 한 연구 결과에 따르면, 이 브레이크 분진이 환경 오염의 주범으로 지목된 디젤 엔진의 매연보다도 더 환경에 악영향을 끼친다고 한다. 심지어 이를 정확히 규정할 수 있는 무언가로 없는 상황이다. 혹시 일부 수입차의 앞바퀴만 거뭇거뭇한 것을 본 적이 있는가? 그 이유로는 수입 제조사가 브레이크 분진의 확산을 막기 위해 분진이 휠에 엉겨 붙게끔 의도적으로 설계한 탓이다.
전기차는 친환경적이다
그런데 함정이 숨어있다
친환경 정책을 필두로 개발된 가장 대표적인 예시가 순수 전기차다. 엔진이 없으니 당연히 배출가스도 없을뿐더러, 석탄 연료를 사용하지 않아 에너지의 고갈 측면에서도 일반 내연기관 차량 대비 친환경적인 부분이 많은 것은 사실이다. 그런데 여기서 핵심적으로 따져야 할 것은, 전기차 역시 디스크 브레이크를 장착한다는 사실이다. 회생제동을 사용하니 문제없지 않으냐고 반문할 수 있다.
하지만 순수 전기차는 배터리 기술의 초 고도화가 이뤄지지 않아 무거운 배터리를 싣고 다니는 만큼 필연적으로 차량의 무게가 증가하기 마련이라, 차량이 회생제동의 범위를 벗어나 디스크 브레이크가 제동에 관여해 작동을 시작하게 된다면 일반적인 내연기관 차량보다 순간적으로 더 많은 브레이크 패드 분진을 발생시킨다고 한다. 결과적으로는 조삼모사가 되는 셈이다.
브레이크 패드 소재도 문제
소재마다 독성 다르다?
한 가지 세부적인 사항을 톺아보자. 똑같은 디스크 브레이크를 사용하더라도 차종의 특성에 따라 디스크 브레이크 패드의 소재가 다르다. 대표적으로는 초고성능을 자랑하는 일명 ‘슈퍼카’ 이상의 차급에서는 세라믹 브레이크 패드를 사용한다. 그런데 이런 소재에 따라서도 발생하는 브레이크 분진이 사람에게 끼치는 영향이 다른 것으로 알려졌다. 무려 영국의 사우스햄든 대학교의 연구 결과를 빌려오겠다.
보통 유기농이라는 서술이 붙게 되면 사람에게 더 이로운 물질인 것으로 해석되기 좋은데, 실험 결과에 따르면 비석면 유기농 브레이크 패드가 가장 큰 영향을 끼친다고 한다. 이는 상술한 디젤차의 매연보다 사람의 폐에 안 좋은 영향을 미치며, 석면이 없으므로 석면의 독성 물질은 나오지 않지만, 이 패드의 구리 성분 먼지는 암이나 천식과 같은 만성 폐질환을 일으킬 수 있는 것으로 밝혀졌다. 문제는 매우 큰 시장인 미국 시장에서 저렴하고 조용하며 긴 마일리지 때문에 많이 사용한다는 것이다.
드럼 브레이크의 적용
폭스바겐이 옳았다?
주요한 환경 규제인 유로 7이 시행된다면, 브레이크 분진과 관련된 규제 역시 생길 것이라고 한다. 그런 지점에서 생각해 보면 드럼 브레이크를 적용한 이유로 수없이 많은 비판을 받은 폭스바겐의 ID 시리즈가 떠오른다. 디스크 브레이크와 드럼 브레이크는 그 구조가 판이하고, 드럼 브레이크는 폐쇄된 드럼 내부에서 제동하므로 분진이 발생하지 않는다. 폭스바겐은 그 부분까지 고려하여 ID 시리즈를 내놓은 것이었을까? 이는 전기차의 원 페달 드라이빙과 전기차 특유의 공기 역학적 디자인과도 연관이 깊다.
원 페달 드라이빙은 디스크 브레이크 작동 없이 모터의 역회전을 이용한 제동 방법으로 전비를 높일 뿐 아니라 분진 발생을 줄일 수 있으며, 최근의 차종이 트렁크 리드 끝부분을 살짝 올리는 등의 공기 역학적 디자인은 공기 저항에 의한 제동력을 보조하며 약간의 다운포스 효과로 주행 성능까지 끌어올릴 수 있다. 브레이크 패드의 분진이 환경 오염의 원인 중 한 가지로 지목된 이상, 제조사는 이미 미래를 내다봤던 것으로 보이는 대목이다. 과연 미래 모빌리티는 디스크 브레이크에 어떤 조처를 하게 될까? 신소재의 적용 역시 기대되는 대목이다.
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