Ticari araçlar için fren faktörünün teorik ve deneysel sonuçlarının karşılaştırılması

Abstract

Ticari taşıtlarda fren sistemlerinin tasarımını değiştirerek fren etkinliğini arttıracak birçok çalışma yapılmaktadır. Fren sistemlerinin performans tespitleri için matematiksel ve deneysel yöntemler geliştirilmektedir. Bu yöntemler arasında frenleme sisteminin performansını etkileyen fren faktörü de yer almaktadır. Fren faktörü, balata-pabuç sistemine uygulanan kuvvete karşılık alınan frenleme kuvveti büyüklüğünün bir göstergesidir.Bu tez çalışmasında, ticari araçlarda yaygın kullanılan kampanalı S-kam havalı frenlerin, belirli geometrik dizayn, balata sürtünme özellikleri ve hava körüğü kuvveti durumunda fren torku ve fren faktörü hesaplanmaktadır. Fren faktörü teorik olarak hesaplanıp deneysel bulgularla karşılaştırılmaktadır. Teorik fren faktörü hesaplanırken fren geometrisi büyüklükleri ile balata-kampana sürtünme katsayısı özellikleri kullanılmaktadır. Deneysel fren faktörü ise fren testlerinden elde edilmektedir. Frenleme testleri esnasında araç yavaşlama ivmesi, hız, basınç gibi bilgiler alınmaktadır. Frenleme testlerinden alınan basınç, ivme, tork verilerine uyan ampirik bir fonksiyon geliştirilerek deneysel fren faktörü bulunmaktadır. Testler, ticari araçlar için zorunlu tutulan fren yönetmeliklerine uygun yapılmaktadır. Bu çalışmada altı farklı fren geometrisi için teorik fren faktörleri hesaplanmıştır. Bu altı fren geometrisi aynı araç üzerinde farklı zamanlarda test edilmiştir. Test verilerinden deneysel fren faktörü bulunmuştur. Bulunan teorik ve deneysel sonuçlar karşılaştırılmıştır.Yapılan çalışma neticesinde teorik ve deneysel fren faktörleri arasında benzer sonuçlara ulaşılmıştır. Fren karakteristiklerindeki değişkenlerin fren faktörünü önemli ölçüde etkilediği görülmüştür.There are many studies on increasing of brake performance which is made by the change of brake systems design in commercial vehicles. For the determination of brake system performance, mathematical and experimental methods have been improved. In these methods, the brake factor, which affects the performance of the brake system, has also been included. Brake factor is an indication of braking force magnitude which corresponds to the force applied the linings-shoe system.In this thesis, under specific geometric design, lining friction properties and air chamber force, brake torque and brake factor have been calculated for S-cam air drum brakes which widely used in commercial vehicles. Brake factor has been calculated theoretically and compared with experimental results. During theoretical brake factor calculation, brake geometry dimensions and friction properties between linings and shoes have been used. Experimental brake factor obtained from brake test data. During brake tests vehicle deceleration, velocity and pressure data collected. The experimental brake factor has been found by means of an empiric function which has been improved by pressure, acceleration and torque data obtained from brake tests. Tests which are necessary for commercial vehicle have been performed according to brake regulations. In this study, theoretical brake factors have been calculated for six different brake geometry. These six brake geometry have been tested on the same vehicle at different times. Experimental brake factors have been found from the test data. The theoretical and experimental results have been compared with each other.As a result of the study, similar results have been reached between theoretical and experimental brake factors. It has been also observed that variables of brake characteristic has an important effect on brake factor.