Taşıt fren sistemi ısıl performansının sayısal incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizleri yardımıyla taşıt fren sisteminin ısıl performansı incelenmiştir. Taşıt fren diski için farklı devir sayılarında frenleme esnasında sıcaklık dağılımı sürekli rejim koşullarında elde edilerek ısı transfer karakteristikleri karşılaştırılmıştır. Çalışmada kullanılan fren diski modeli ve malzeme özellikleri literatürde yapılan çalışmalara uygun olarak seçilmiştir. Çalışmada modellenen fren diski ve balata ikilisinin modeli binek araçlarda kullanılan mevcut tasarımlar dikkate alınarak belirlenmiştir. Hava kanallı ve delikli disklerde kullanılan kanallar ve delikler standarda uygun olarak tasarlanmıştır. Tüm analizlerde balata malzemesi ve modeli üzerinde değişiklikler yapılmayarak sadece disk tasarımının fren diski üzerinde elde edilen sıcaklık dağılımına ve ısı transferine etkisi irdelenmiştir. Elde edilen sayısal sonuçlar mevcut literatürde elde edilen sıcaklık dağılımları ile karşılaştırılarak delikli ve hava kanallı fren diskinin balata ile ilk temas anında katı diske göre daha düşük sıcaklık dağılımına sahip olduğu ve yüksek ısı taşınım katsayısı hesaplandığı tespit edilmiştir. Kanallar ve delikler sayesinde hava akışı karakteristiklerine bağlı olarak disk ile ortam havası arasında gerçekleşen ısı transferinin artırılması neticesinde fren diskinin daha hızlı bir şekilde soğumasının sağlandığı analiz sonuçları ile elde edilmiştir.

In this paper, It is investigated a numerical analysis of thermal performance of a vehicle brake systems. For a brake disc of a vehicle which is used different rotational speed in the during braking that is examined a thermal analysis to state steady, and compared heat transfer characteristics. Brake disc models and materials properties used in this study, they are chosen in the literature conveniently. Brake discs and brake pad models are selected that taking account of available design on the automobile. Radial vent and perforated vent used on brake disc are chosen up to standard. In all analysis, the discs are examined temperature distribution and heat transfer for brake discs models by not making changes on materials and brake pad model. The numerical results are compared with the temperature distributions in the current literature. The results are that the perforated and air channel brake disc has lower temperature distribution than the solid disc when the disc contact to brake pad at the first time, and also high heat transfer coefficient is calculated. The results is shown that heat transfer is raised between disc and environment depending on air flow characteristics because of vent and perforated, therefore, brake disc could be cooled quickly.