Pnömatik disk fren sistemlerinde mekanik olarak balata tozu toplayan ve elastomer parçaların soğutulmasını sağlayan fren kaliperi tasarım ve prototip imalatı
Design and prototype manufacturing of a brake caliper for pneumatic disc brake systems that mechanically collects brake pad dust and cools elastomer components
- Tez No: 981882
- Danışmanlar: PROF. DR. NACİ KURGAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Otomotiv Mühendisliği, Mechanical Engineering, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde içten yanmalı motorlu taşıtlardan kaynaklanan ve çevresel ile insan sağlığı açısından zararlı olan partikül emisyonları, gelişen motor teknolojileri ve yürürlükteki emisyon regülasyonları sayesinde ciddi oranda minimize edilmiştir. Ancak taşıtların seyir halindeyken oluşturduğu partikül emisyonları yalnızca güç aktarma sistemlerinden değil, aynı zamanda frenleme ve lastik-aşınma kaynaklı mekanik süreçlerden de kaynaklanmaktadır. Özellikle güncel emisyon standartlarını karşılayan araçlarda, toplam partikül salınımının önemli bir kısmını fren ve lastik kaynaklı emisyonlar oluşturmaktadır. Bu doğrultuda, 2028 yılında yürürlüğe girmesi planlanan Euro 7 emisyon normları kapsamında, otomotiv endüstrisinin bu alanda yeni teknolojik çözümler geliştirmesi beklenmektedir. Bu çalışma kapsamında, ağır ticari kara taşıtlarında kullanılan pnömatik disk fren sistemlerinde gerçekleşen sürtünmeye bağlı balata aşınması sonucu ortaya çıkan partiküllerin, araç üzerinde mevcut motor veya elektronik kontrol sistemlerine entegre olmadan, hem pasif hem de aktif filtrasyon prensipleriyle toplanmasını sağlayan bir sistemin tasarımı ve prototip imalatı gerçekleştirilmiştir. Ayrıca sistem, aktif filtrasyon sırasında oluşturduğu negatif basınç yardımıyla emdiği havayı, fren kaliperinde yer alan ve genellikle silikon veya benzeri elastomerik malzemelerden imal edilen toz lastiklerinin soğutulmasında kullanmaktadır. Her ne kadar bu tür elastomerik bileşenler yüksek sıcaklıklara karşı direnç gösterse de, yoğun frenleme koşullarında sürtünme ile açığa çıkan ısı enerjisi zamanla bu elemanların mekanik ve yapısal bütünlüğünü bozabilmektedir. Bu durum, nem, toz gibi dış ortam etkilerinin kaliper iç mekanizmasına nüfuz etmesine zemin hazırlayarak fren sistemlerinin servis ömrünü olumsuz yönde etkileyebilmektedir. Tasarlanan sistem, fren kaliperi ve kaliper taşıyıcısı ile entegre çalışacak şekilde konfigüre edilmiş olup, farklı ağır ticari kara taşıtı platformlarına çeşitli geometrik varyasyonlarla uyarlanabilir niteliktedir. Çalışma sürecinde nihai tasarıma ulaşma sürecinde yedi ön tasarım çalışması gerçekleştirilmiştir ve bu ön tasarımlardan sonuncusu ve nihai tasarım için gerçek boyutlu prototiplerin imalatı gerçekleştirilmiş olup nihai tasarım için üretilen prototip fonksiyonel özellikleri kontrol etmek ve doğrulamak amacıyla aynı zamanda bir test düzeneği olarak tasarlanmıştır.
Özet (Çeviri)
In recent years, particulate emissions from internal combustion engine vehicles, which are harmful to both the environment and human health, have been significantly reduced through advances in engine technologies and the implementation of stringent emission regulations. Nevertheless, during vehicle operation, particulate emissions arise not only from powertrain systems but also from mechanical processes such as braking and tire wear. Particularly in vehicles compliant with current emission standards, brake and tire related emissions constitute a substantial share of total particulate output. In this context, under the Euro 7 emission standards scheduled to enter into force in 2028, the automotive industry is expected to develop new technological solutions in this field. Within this study, the design and prototyping process of a system is carried out which collects particles generated by friction induced brake pad wear in pneumatic disc brake systems of heavy duty commercial vehicles. The system operates independently of the vehicle's existing engine and electronic control systems, employing both passive and active filtration principles. Moreover, during active filtration, the negative pressure generated by the system is utilized to draw in air for cooling the dust boots, typically manufactured from silicone or similar elastomeric materials, located on the brake caliper. Although such elastomeric components exhibit high resistance to elevated temperatures, the heat energy generated under intensive braking conditions can, over time, compromise their mechanical and structural integrity. This degradation facilitates the ingress of external factors such as moisture and dust into the caliper's internal mechanism, thereby adversely affecting the service life of the braking system. The proposed system is configured to integrate with the brake caliper and its carrier and can be adapted, through various geometric modifications, to different heavy duty vehicle platforms. During the development process, seven preliminary design iterations were conducted. For the final preliminary design, a full scale prototype was manufactured and for the final design, the prototype also serves as test rigs to evaluate and verify the functional characteristics of the final system.
Benzer Tezler
- Modelling, analysis and experimental verification of pneumatic brake system
Havalı fren sisteminin modellenmesi, analizi ve deneysel olarak doğrulanması
İBRAHİM CAN GÜLERYÜZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜN BAŞER
- Pnömatik tek dane doğrudan ekim makinelerinde ekim performansını arttırmaya yönelik tahrikli kesme ünitesi tasarımı
Design of a drive cutting unit of a pneumatic presicion direct seeding machine to increase seeding performance
METİN KAAN UYGUNTÜZEL
Doktora
Türkçe
2022
ZiraatEge ÜniversitesiTarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM AYKAS
- Pnömatik ekim makinelerinde kullanılan aspiratörün çalışma koşullarının optimizasyonu
Optimization of working conditions of aspirator used in pneumatic seeding machines
BERÇİN İŞCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
ZiraatTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiBiyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHATTİN AKDEMİR
- Elektropnömatik bir sistem için valf tasarımı ve denetim tekniklerinin araştırılması
A valve design for electropneumatic systems and investigation of its control techniques
ELİF ERZAN TOPÇU
Doktora
Türkçe
2005
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. İBRAHİM YÜKSEL
- Ayarlanabilir vakum hacmine sahip çift diskli ekici ünite tasarımı ve modellenmesi
Design and modeling of double disc planter unit with adjustablevacuum volume
YAŞAR SERHAT SAYGILI
Doktora
Türkçe
2026
ZiraatEge ÜniversitesiTarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT ÇAKMAK