일반적으로 승용차에 공차중량이 2톤이 넘어가기 시작하면, 브레이크 시스템이 변한다. 로터에 바람 통로를 새긴 타공 디스크로터가 적용되거나 대용량 브레이크 패드 또는 2p, 4p 등의 대구경피스톤 등이 장착된다. 차량의 무게가 늘어날수록 더 강력한 제동능력이 필요하기 때문이다.

‘축당 10톤 이하, 총중량 40톤 이하’ 국내 도로법에서 정한 화물차의 총중량 최대 한계치다. 승용차와 궤를 달리하는 무게다.

축에 쏟아지는 수 톤의 무게를 온전히 주 브레이크라고 할 수 있는 ‘풋 브레이크(에어·디스크·드럼)’ 만으로 제동과 감속 모두를 감당하기에는 가혹하다. 풋 브레이크의 부담을 줄여주기 위해, 화물차에는 보조 브레이크 역할인 ‘엔진 브레이크’가 역할 분담을 하고 있다. 

화물차의 엔진 브레이크에는 대표적으로 배기 브레이크, 제이크 브레이크, 리타더 브레이크 등이 적용된다. 참고로 이 시스템들은 차량을 멈추는 제동장치가 아닌 감속장치로, 최종적인 제동은 풋 브레이크에 달려있다.

제동이 아닌 감속이 목적…엔진 브레이크?
엔진 브레이크는 승용차의 경우 하이브리드나 전기차에서 회생제동을 위해 사용할 뿐 적극적으로 사용하지 않는다. 풋 브레이크만으로 대부분 만족하기 때문이다. 하지만 화물차에 꼭 필요한 시스템이자 꼭 활용해야 할 운전기술이다.

최우선적으로 엔진 브레이크의 장점을 꼽으라면,  뛰어난 ‘감속 능력’을 꼽을 수 있다. 풋브레이크와 엔진브레이크를 적절히 조합해 사용하면 풋브레이크를 단독 사용하는 것보다 빠른 감속과 제동이 가능하다. 또한 긴 내리막 구간 서 엔진 브레이크를 활용하면 풋브레이크 과열로 인해 발생되는 페이드 현상이나 베이퍼 록 현상을 사전에 예방할 수 있다. 

경제적인 이점 또한 크다. 도로상황에 따라 엔진 브레이크를 단독으로 활용 시 퓨얼컷이 적용돼 연비 주행에 도움이 된다. 또한 부품 수명 연장도 기대 할 수 있는데, 엔진 브레이크는 타이어에 직접적인 제동을 가하지 않는 만큼 브레이크 ‘라이닝 수명 연장’과 ‘타이어 수명 연장’도 기대할 수 있다.

배기, 가장 부드럽게 감속…대부분 도로서 사용
배기 브레이크는 적재중량 2톤이 넘어가는 화물차라면, 기본적으로 적용되는 엔진 브레이크다.

배기관에 개폐 가능한 밸브를 설치해, 작동 시 배기 배기관을 닫는다. 이후 배기되지 못한 공기가 실린더 내에 갇히면서 역토크를 만들어내면서 감속시키는 것이 특징이다. 

배기 브레이크는 기어 단수를 떨어뜨리는 기본적인 엔진 브레이크 보다 우수한 감속 성능을 가지고 있으며, 제이크 브레이크와 리타더 브레이크 대비 가장 부드럽게 감속하는 만큼, 대부분의 도로상황에 적절하게 사용가능하다. 다만, 별도의 감속 단수 설정은 안된다.

제이크, 소음이 문제지만, 뛰어난 제능력 
제이크 브레이크는 엔진 흡·배기 밸브를 제어해 공기압축기처럼 활용하여 감속하는 시스템이다.

내연기관은 흡기-압축-폭발-배기의 4행정으로 움직이는데, 압축 행정 뒤에 폭발 행정을 거치지 않고 배기 밸브를 개방시켜, 실린더 내부의 공기와 연료를 빼낸다. 

이렇게 되면 실린더 내부는 진공상태가 되면서, 결국 피스톤 운동을 할 수 없게 되고 이로써 엔진회전수가 줄고 감속하는 원리다. 즉, 주사기의 입구를 막고 피스톤 운동을 하는 것과 유사하다고 보면 된다.

배기 브레이크와 달리 실린더 개수에 맞춰 전체 절반 수준의 실린더만 작동시키거나 전체 실린더를 작동시켜 제동력을 달리 얻을 수 있다.

엔진을 직접적으로 제어하는 만큼 배기 브레이크보다 높은 감속 성능을 끌어내나, 압축된 공기가 배기라인으로 빠지면서, 큰 소음이 발생하는 것이 단점이다. 주로 대형버스나 적재중량 8톤급 이상의 차량에 옵션 등으로 선택할 수 있다. 

리타더, 변속기에 설치…가장 확실한 제동능력 발휘
리타더 브레이크는 변속기의 유압을 활용해 제동하는 시스템이다.

리타더 브레이크의 감속원리는 비교적 단순하다. 보통 변속기 뒷단에 장착되는데, 리타더가 작동하면 변속기 회전 방향 반대로 미션오일을 역회전 시켜, 역 토크를 걸어 차량을 감속시키는 방식이다. 

메르세데스-벤츠의 대형 트럭은 경량화를 위해 리타더 매개체를 변속기 오일 대신 냉각수로 사용하기도 하는데, 이를 워터 리타더라고 설명하고 있다.

리타더 브레이크는 앞서 언급한 엔진 브레이크 중 가장 확실한 제동능력을 발휘한다. 그만큼 대형 상용차에 주로 적용되는데, 적재중량 10톤이 넘어가는 트럭이나 대형버스에 옵션 또는 기본 사양으로 제공된다.  

통상적으로 제동력의 강약에 따라 4단까지 정밀한 제어가 가능하며, 작동 소음 또한 크지 않다는 것이 장점이다. 다만, 제품 가격이 여타 보조 브레이크 대비 비싸며, 주기적으로 오일 교체 등의 관리가 필요하다.