[상식] 대형버스에 'Jake Brake'라는 글자가 붙어 있는 것을 볼 때가 많다. 디젤엔진 분야에서는 매우 보편화된 제동기술이다.

제이크 브레이크는 1961년 유명한 디젤엔진 전문기업인 커밍스-엔진(Clessie L. Cummins이 설립)과 야곱-공업사(Jacob Drill Chuck Company)가 함께 개발한 전문적인 엔진-브레이크를 말한다. 이는 중량이 많이 나가는 대형 트레일러를 정지시킬 때 제동시스템에 걸리는 부하와 제동력 약화를 감소시키기 위한 목적으로 개발되었다.

이 싯스템은 제동 시 연료분사를 순간적으로 중단하면 엔진 회전관성에 의해 운동하는 피스톤이 흡입된 공기를 압축하면서 엔진회전수가 급격히 감소하는 원리를 이용한다. 가솔린엔진의 경우는 압축압력이 디젤엔진(약 25:1)의 절반 수준에 불과하고 차체의 절대중량이 적은 편이므로 그 효과가 떨어진다. 그러므로 주로 고압축 디젤엔진을 이용하는 SUV나 픽업트럭, 대형 버스 또는 트레일러에 쓰이고 최초 공장조립 시 장착되거나 해외의 경우는 애프터마켓에서 입수할 수 있다.

효과가 큰 만큼 단점도 많다. 엄청난 소음이 문제다. 이 시스템은 제동과정에서 배기밸브가 열리는 순간 압축공기가 급속히 팽창되며 배기계통으로 빠져나가는 동안 대단한 소음을 일으킨다. 그 소음은 약 100db를 넘어서는 정도. 소음이 생기는 이유는보통은 행정이 진행되는 동안 압축된 공기의 절대적인 에너지가 연소과정에서 열에너지와 팽창에너지로 피스톤에 전달돼 소진되는데 반해 제이크 브레이크가 작동하는 시점(피스톤이 상사점에 있는 순간)에서는 피스톤의 마찰열을 제외하고는 그 에너지가 대체적으로 손실없이 보존되고 구동휠의 회전력이 압축된 흡입공기에 가산돼 있기 때문이다.

즉 압축된 흡입공기는 일종의 댐퍼와 같은 역할을 하며 에너지를 보존하고 이후 배기밸브가 열릴 때 순간적인 에너지 방출이 일어나면서 큰 소음이 나는 것이다. 제이크 브레이크의 효과에도 불구하고 발생소음에 대한 규제 때문에 해외에서는 주택가와 주변도로에 대형 트레일러가 진입하는 걸 금지하기도 한다.

*이 기사는 독자인 박태수님이 보내주셨습니다.