Fren sistemi; araçlarda gerekli durumda sürücünün aracı durdurmasını ve aynı zamanda hareket sırasında kontrollü olarak hızını azaltmasını sağlayan en önemli güvenlik komponentlerinden biridir.
Fren diskleri genellikle dökme demirden yapılmaktadır. Disk malzeme seçiminde termal iletkenlik, özgül ısı kapasitesi, yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemet, düşük yoğunluk gibi temel parametreler gözönüne alınmaktadır.
Disk tekerlek üzerinde jant ve aks sistemine bağlanmaktadır.Tekerleği durdurmak için; kaliper üzerine konumlanan fren padlerinden; mekanik, hidrolik, pnömatik ya da elektromanyetik yöntem ile sürtünme oluşturması sağlanmaktadır. Sürtünmeden dolayı fren padleri ve disk yüzeyi arasında kinetik enerji ısı enerjisine dönüşmektedir.Disk üzerinde termal çatlakların oluşmaması için ısının yüzeyden homojen olarak uzaklaştırılması gerekir.
Disk fren sıcaklığı frenleme sırasında yüksek değerlere ulaşmaktadır.Isı atılımı ile birlikte homojen olarak soğuması kritiktir aksi halde; termal gerilme sebebiyle mikroçatlaklar oluşmaktadır. Fren diskleri yüksek devirlerde havanın içinde dönerek soğutulması sağlanmaktadır bu sebeple zolanmış taşınıma maruz kalmaktadır. Temel ısı iletim yöntemleri olan iletim ve radyasyon ile ısı atılımı konveksyon ile atılan ısıya oranla azdır.
Bu çalışmada: ağır ticari araçlarda kullanılan fren disk tasarımı incelenmiştir. 2 farklı disk tasarımı; düz kanatçıklı ve elmas sütunlu; 2 farklı araç hızında; 35km/sa ve 70km/sa disk yüzeyinden ısı transferi miktarı, havanın kütlesel debisi, hız vektörleri dağılımı ve termal gerilme sebebiyle oluşan maksimum gerilme değerleri incelenmiştir.Çalışma sayısal (CFD) ve deneysel olarak yapılmış olup; homojen hava akımının elmas sutunlu disk tasarımında; düz kanatçıklı yapıya göre daha iyi olduğu tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Disk Fren, Kanatçık Şekli, CFD Analizi, Elmas Sütunlü Rotor, Soğutma Karakteristiği
|
