Seramik, karbon ve seramik-karbon kaplı fren disklerinin frenleme performansına etkisinin araştırılması

Abstract

Araçlarda duruş mesafesi ve fren kabiliyeti can ve mal kaybını önlemede büyük önem taşımaktadır. Frenler; hareket halinde olan aracı yavaşlatmak ve durdurmak, taşıtın hızını kontrol altında tutmak ve diğer taraftan duran taşıtı yerinde tespit freni ile sabitlemek için kullanılır. Frenler; kinetik enerji veya potansiyel enerjinin sürtünme, hız ve kütle ile birlikte ısı enerjisi üretmesi, oluşan bu ısının atılması gibi iki ana işlevi yerine getirir. Frenleme anında, iki parçanın yani disk ve balata malzemesi için belirlenmiş termik sabit sıcaklığın üstüne çıkıldığında balatanın sürtünme katsayısı düşmektedir. Diskte ise ani soğuma ve sıcaklık artışı, sıcaklığa bağlı yorulma kaynaklı çatlamalara ya da deformasyonlara neden olmaktadır. Sonuç olarak frenleme performansı düşüşe geçmektedir. Çalışmamızda dört adet binek otomobilin fren diski alınıp, kıyaslama için bir adet i kaplanmamış (orijinal bırakılmış), diğerleri ise seramik, karbon ve seramik-karbon olarak yüzey kaplama yöntemleri ile kaplama yapılmıştır. Kaplamalarda amaç, sürtünme katsayılarının yükseltilmesi, sıcaklıklarının azalması ve darbe dayanımlarının arttırılması hedeflenmektedir. Disklerin ve balataların mikroskobik yüzey incelemeleri, yüzey sertlik ölçümleri, yüzey pürüzlük ölçümleri, test öncesi ve sonrası ölçümleri yapıldı. SAE’nin J 2522 (Glabol etkinlik değerlendirmesi) standardına uygun, mümkün olan en eşit koşullarda fren dinamometresinde geniş ve kapsamlı fren etkinlik testine sokuldu. Testlerde disk-balata ikilisinin aşınma, sürtünme ve sıcaklığa bağlı fren zayıflaması davranışları incelendi.

Vehicles may have stalling distance and braking capability, and the loss of goods is a major concern. Brakes; slowing down and resetting the speed of the vehicle, to control the speed of the vehicle. Brakes; kinetic energy, or potential energy produced by friction, velocity, and mass. Braking is surprising, to make the fit of two pieces of disc and shoe material clear. Cracks or deformations are caused on the disc in case of sudden cooling and heat-related fatigue. As a result, the braking performance has been reduced. Vehicle gin disc is taken, one is coated, the surfaces are coated with carbon, ceramic and carbon. The purpose of the coatings is to increase the coefficient of friction, decrease the temperatures and increase the impact strength. Microscopic surface scans of discs and paddles, surface hardness measurements, surface roughness measurements, pre- and post-test measurements were performed. SAE was introduced into a wide and appropriate brake activity test, in accordance with J2522 (Glabol efficiency grade) standard. In the tests, the behavior of the brake lining due to wear, friction and temperature was examined.