Functional analysis, optimization and development of the brake system in Turk-Fiat tractors

Abstract

Öz TÜRK-FIAT TRAKTÖRLERİNDEKİ FREN SİSTEMLERİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ ANALİZİ VE GELİŞTİRİLMESİ UYSAL, Ata Hançer Yüksek Lisans, Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi : Doç. Dr. Haluk DARENDELİLER Ortak Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Bilgin KAFTANOĞLU Ocak 1997, 129 sayfa Bu çalışma, Türk-Fiat traktörlerinin fren sistemlerini fonksiyonel olarak inceler ve Türkiye'deki çalışma tecrübeleri sonucunda oluşan problemleri çözümlemeye çalışır. Frenlerin oldukça fazla kullanımından sonra mekanik ve ısıl faktörler yüzünden doğan balata aşınma ve bozulma problemlerine çözüm bulmaya çalışır. Bu incelemenin hazırlanışında, özel aparatlar hazırlanarak birçok deney yapılmıştır. Fren balatasının sürtünme katsayısı ve fren sisteminin tork kapasiteleri deneysel yöntemlerle belirlenmiştir. Aracın ve ilgili fren parçalarının frenleme performansları ve yetenekleri hem deneysel hem de teorik yöntemler kullanılarak bulunmuştur. Sistemin ısıl analizi yapılmış ve sıcaklık denklemleri zamanınfonksiyonu olarak bulunmuştur. Denge durumundaki sıcaklık değerleri ve bu denge durumuna ulaşmak için gerekli zaman belirlenmiştir. Sonuçta, mekanik ve ısıl faktörleri göz önüne alarak fren sistemini geliştirici bazı tasarım değişiklik çözümlerine ulaşılmış ve bu çözümler sunulmuştur. Frenlerle ilgili böyle bir inceleme, Türk Traktör Fabrikası'nda ilk kez yapılmaktadır ve bu çalışmanın ileride daha gelişmiş araştırmalara yol açması beklenmektedir. Anahtar Kelimeler : Traktör, Fren, Fren balatası, Fren sacı.

ABSTRACT COMPUTER- AIDED ANALYSIS AND DEVELOPMENT OF BRAKE SYSTEMS IN TURK-FIAT TRACTORS UYSAL, Ata Hançer M.S., Department of Mechanical Engineering Supervisor : Assoc. Prof. Dr. Haluk DARENDELİLER Co-Supervisor : Prof. Dr. Bilgin KAFTANO?LU January 1997, 129 pages This thesis makes a functional analysis of the brake system of Turk-Fiat tractors and attempts to give answers to the problems seen during the use in Turkey. It tries to find solutions to the problems of mechanical failure and damage of brake disks due to mechanical and heating factors after frequent braking. During the investigation, many experiments have been performed and related apparatus have been developed. The friction coefficient of the brake disk and the torque capacities of the brake system have been determined experimentally. Braking performances of the tractors and the brake assembly components have been evaluated by both experimentally and theoretically. Heat analysis by considering the worst condition mfor the brake system has been performed and temperature equations as a function of time have been determined. Steady state temperatures and the necessary times to reach the steady state conditions have been calculated. Finally, some design alternatives have been developed in order to improve the brake system by considering both mechanical and heat factors and they have been presented. Such an analysis about the brake system has been attempted at the first time in Türk Tractor Factory and it is likely that this struggle will only be the initial research for more advanced investigations of future. Keywords : Tractor, Brake, Brake disk, Brake plate. IV