Yeni bir tip fren balata test cihazının geliştirilmesi

Otomotiv sanayindeki gelişmelere paralel olarak sürtünme katsayısı yüksek ve aşınmaya dayanıklı asbestsiz fren balataları üretilmektedir. Üretilen bu balataların aşınma, sürtünme ve gürültü seviyelerinin belirlenmesi için çok sayıda cihazlar geliştirilmiştir. Bu çalışmada, doğal tozlarla üretilen balataların sürtünme karakteristiği SAE J-661 standardına göre test edilmiştir. Bu amaç için bilgisayarlı yeni tip fren balata sürtünme test cihazı tasarlanarak üretilmiştir. Bu fren test cihazı; hidrolik kontrol, mekanik tasarım ve otomasyon sistemlerinden oluşmaktadır. Geliştirilen sürtünme test cihazı diğer sistemlerden ayıran en önemli fark, gerçek ortam şartlarında kullanılan balata numunelerini çok yüksek hassasiyette test edebilen ve gürültü seviyesini ölçebilen bir sistem olmasıdır. Çalışma sonunda, gerçek balata numunelerinin sürtünme katsayısını en kısa sürede ve yüksek doğrulukta tespit eden yeni bir tip balata test cihazının geliştirilmesi sağlanmıştır. Disk devir sayısının artmasıyla, sürtünme katsayısının başlangıçta hızlı bir artış sergilediği, daha sonra azalmaya başlayarak sabit olarak devam ettiği görülmüştür. Bu sonucun, tamamen balata numunesinin yüzey teması ve iki ara yüzey direnci ile ilgili olduğu sonucuna varılmıştır.

Development of a new type brake pad fr ct on tester

An improvement in automotive industry; high coefficient of friction and wear resistance-non asbestos friction pads can be produced. Various types of test apparatus are constructed for wear, friction and noise level detection. In this study, natural dust reinforced brake pads were tested and characterized by SAEJ- 661 standards. For this purpose computer aided new type of brake pad friction tester produced. This test machine consists of hydraulic control, mechanical design, and automation systems. The main difference of this new type of tester compared to other is that brake pads can be tested in real dimension and test conditions with high precision. Also noise levels can be measured by the test machine. At the end of the study, real brake pad friction responses can be determined with fast and high precision by newly developed friction pad tester. The friction coefficient is increased rapidly at the beginning with the disc speed increased and the started to decrease and then continued constantly. From this, it is concluded that the whole brake pad pattern is related to surface contact and two interface resistances.

PDF

___

A. Lök, "Araç Fren Sistemleri", Makine Mühendisleri Odası, Kartal, Temmuz, 2011, pp.111-115.
TS 555, Karayolu Taşıtları-Fren Sistemleri- Balatalar-Sürtünmeli Frenler için, TSE Standartı, Ankara, 1992.
B. Bhushan, Principles of Tribology. Modern Tribology Handbook,1, CRC Press., 2001, pp. 100-110.
G.W. Stachowiak, A.W. Batchelor, Engineering Tribology, Heinemann, Boston,1, , 2001, pp.36-44.
M. Eriksson, F. Bergman, S Jacobson, (2002), “On the Nature of Tribological Contact in Automotive Brakes”, Wear, vol.252, pp.26- 36.
M. Eriksson, S. Jacobson, (2000), “Tribological Surfaces of Organic Brake Pads”, Tribology International, vol.33, pp. 817-827.
P.J. Blau, Compositions, Functions, and Testing of Friction Brake Materials and Their Additives, Metals and Ceramics Division, U.S. Department of Energy and Oak Ridge National Laboratory, August 2001.
İ. Satır, "Asbestsiz Fren Balatalarının Kuru ve Yaş Sürtünme Davranışlarının İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, 2006.
B. Çiftçi, "Fren Balatalarında Cam Elyaf Kullanımının Sürtünme Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, 2010.
A. Kurt, M. Boz, (2007), “The Effect of Al2O3 on the Friction Performance of Automotive Brake Friction Materials”. Tribology International, vol.40, pp.1161-1169.
H. Jang, S.J. Kim, (2000), “The Effects of Antimony Trisulfide (Sb2S3) and Zirconium Silicate (Zr2SiO4) in the Automotive Brake Friction Material on Friction Characteristics”, Wear, pp.229-236.
L.G. Hoyer, A. Bach, G.T. Nielsen, P. Morgen, (1999), “Tribological Properties of Automotive Disc Brakes with Solid Lubricants”, Wear, vol.232, pp.168-175.
K.W. Hee, P. Filip, (2005), “Performance Of Ceramic Enhanced Phenolic Matrix Brake Lining Materials for Automotive Brake Linings”, Wear, vol.259, pp.1088-1096.
N.S.M. El-Tayeb, Liew K.W, (2009), “On the Dry and Wet Sliding Performance of Potentially New Frictional Brake Pad Materials for Automotive Industry”, Wear, vol.266, pp. 275-287.
Y. Hando, T. Kato, (1996), “Effects of Cu Powder, BaSO4 and Cashew Dust on the Wear and Friction Characteristic of Automotive Brake Pads”, Tribology Transactions, vol. 39, pp.346-353.
G.S. Domaç, Disk Frenlerin Tasarım ve Tribolojik Açıdan İncelenmesi, Doktora Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2006.
S. Qi, Z. Fu, Z. Yun, S. Jiang, X. Zheng, Y. Lu, (Jan, 2014), “Effects of Walnut Shells on Friction and Wear Performance of Ecofriendly Brake Friction Composites, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers”, Part J: Journal of Engineering Tribology, http://pij.sagepub.com/content/early/2014/01/ 03/1350650113517112.
Y. Ma, S. Shen, J. Tong, W. Ye, Y. Yang, J. Zhou, (2012), “Effects of Bamboo Fibers on Friction Performance of Friction Materials”, J. of Thermo Plastic Composite Materials, pp.1-15.
R. Koç, “Bilgisayar Kontrollü Aşınma Test Cihaz Tasarımı ve İmalatı", 2. Ulusal Tasarım İmalat ve Analiz Kongresi, Balıkesir, 2010, pp.550-560.
Y. Karaoğlu, Bir Aşınma Test Cihazının Tasarımı ve İmalatı, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, 2006.
M. Timur, Otomotivde Kullanılan Sürtünme Malzemelerinin Sürtünme Katsayını Tespit eden Test Cihazının Tasarımı ve İmalatı. Afyon Kocatepe Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, Fen bilimleri Enstitüsü, Afyon, 2007.
H. Jang J.S. Lee, J.W. Fash, (2001), “Compositional Effects of the Brake Friction Material on Creep Groan Phenomena”, Wear, vol. 251, pp. 1477-1483.
İ. Mutlu, C. Öner, R. Koç, (2005), “Cam Elyaf Katkılı Disk Fren Balatalarında Zaman- Sıcaklık-Sürtünme Katsayısı İlişkisinin İncelenmesi”. Teknoloji, vol. 8, 1, pp.101- 106.
F. Kara, R. Kara, İ. Mutlu, Fren Balatasında Karbon Elyaf Boyutunun Sürtünme Katsayısına Etkisi, 6. İleri Teknolojiler Sempozyumu, IATS’ 2011, 16-18 Mayıs 2011, Elazığ, Turkey.
M. Kumar, J. Bijwe, (2010), “Studies on Reduced Scale Tribometer to Investigate the Effects of Metal Additives On Friction Coefficient-Temperature Sensitivity in Brake Materials”, Wear, vol.269, pp.838-846.
S.S. Kim, H.J. Hwang, M.W. Shin, H. Jang, (2011), "Friction And Vibration of Automotive Brake Pads Containing Different Abrasive Particles”, Wear, vol. 271, pp. 1194- 1202.
C. Sarkar, H. Hirani, (2015), "Frictional Characteristics of Brake Pads using Inertia Brake Dynamometer," International Journal of Current Engineering and Technology, vol. 5, pp. 981-989.
T. Singh, A. Patnaik, R. Chauhan, (2016), "Optimization of Tribological Properties of Cement Kiln Dust-filled Brake Pad Using Grey Relation Analysis," Materials & Design, vol. 89, pp. 1335-1342.
Mazza, L, Trivella, A, Grassi, R, Malucelli, G, (2015), "A Comparison of The Relative Friction And Wear Responses of PTFE And A PTFE-Based Composite when Tested Using Three Different Types of Sliding Wear Machines", Tribology International, vol.90, pp.15-21.