열해석을 통한 제동디스크 내마모 코팅 균열 원인분석

초록

자동차산업에서 속도 향상은 지속적인 관심사 중 하나이다. 속도가 증가함에 따라 자동차의 제동장치의 고성능과 안정성에 대한 요구 또한 증가하였다. 제동 디스크는 회전하는 디스크 양면에 패드를 압착하여 마찰을 일으키는 방식으로 작동한다. 이는 공기에 노출되는 면이 넓어 방열성이 좋으며, 드럼 방식에 비해 제어가 용이하고 베이퍼 록 현상과 페이드 현상이 적게 일어난다. 그러나, 이런 방식은 디스크와 패드 사이에 마찰력을 이용하여 제동력을 확보하기 때문에 디스크에 마모를 발생시킬 수 있다. 특히, 철도가 고속에서 제동장치를 사용할 수록 마모량은 급증하게 된다. 이를 보완하기 위해 제동디스크 표면에 내마모성 재료를 코팅한다. 본 연구는 균열이 발생하지 않는 코팅층 두께 및 재료선정을 통해 자동차 유지보수를 향상시킬 뿐만 아니라 박리된 코팅층이 차량 내부로 들어가는 것을 방지하고자 한다. 코팅층 균열의 원인을 제동시 마찰열에 의한 열균열로 보고 열해석을 수행하고자 한다. 향후 연구로 코팅 도포 비용절감을 위한 재료 및 두께 선정에 대해 최적설계를 진행하고자 한다.