TAŞIT FRENLEMESİ ESNASINDA OLUŞAN ISI TAŞINIMININ İNCELENMESİ

Abstract

Fren sistemi, frenleme çiftleri arasındaki sürtünme esasına göre taşıtın mekanik enerjisini ısı enerjisine dönüştüren, en önemli aktif emniyet sistemidir. Frenleme esnasında fren çiftindeki ısının transfer edilmesi iletim, taşınım ve ışınım yoluyla gerçekleşmektedir. Günümüzde yaygın olarak kullanılan disk frenlerde, diskin açısal hızının etkisiyle sürekli olarak değişen ısı taşınım katsayısının frenleme çiftlerindeki soğutma üzerine etkisi önemlidir. Isı taşınım katsayısındaki değişim ise sayısal yaklaşımla hesaplanabilmektedir. Bu çalışmada SAE J2522 Kapsamlı Fren Etkinlik Test Standardı sıcaklıkla fren zayıflaması test prosedüründeki deneysel veriler kullanılarak, açısal hız ile ısı taşınım katsayısının disk sıcaklıkları üzerine etkisi, sonlu elemanlar metoduyla incelenmiştir. Disk fren tasarımı SOLIDWORKS programında, analiz ise ANSYS 2020 R2’de kararlı durum termik analizde gerçekleştirilmiştir. Frenleme başlangıcındaki soğutma miktarlarının frenleme sonundaki soğutma miktarlarından daha yüksek olduğu ve frenleme sonundaki sıcaklık farkının ilk duruma göre azalmasında taşınım ile soğutma etkisinin %91,22 ile %91,74 arasında olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

• Disk fren
• ısı transferi
• taşınım
• sıcaklıkla fren zayıflaması

INVESTIGATION OF HEAT CONVECTION DURING VEHICLE BRAKING

Abstract

The brake system is the most significant active safety system that converts the vehicle's mechanical energy into heat energy based on the braking pair’s friction. The transfer of heat in the brake pair during braking occurs by conduction, convection, and radiation. In disc brakes, which are widely used today, the effect of the heat transfer coefficient, which continually changes with the disc's angular velocity on the cooling of the braking pairs is important. The change in heat convection coefficient can be calculated with a numerical approach. In this study, on disc temperature effect of heat convection coefficient and angular velocity has been examined with the finite element method using the experimental data in the SAE J2522 Comprehensive Brake Efficiency Test Standard, fading test procedure. Disc brake design has been designed in the SOLIDWORKS program, and analysis has been carried out using ANSYS 2020 R2 in steady-state thermal analysis. It has been determined that the cooling amounts at the initial of braking are higher than the cooling amounts at the end of braking, and the effect of cooling by convection in the reduction of the temperature difference at the end of braking compared to the initial state is between 91.22% and 91.74%.

Keywords

• Disc brake
• heat transfer
• convection
• fading