Бул изилдөө, жогорку аткарымдуу жарыш унааларыnda kullanılan көмүртек-көмүртек (C/C) диск тормозlerde сына геометриясыnin oluşturduğu өзүн-өзү күчөтүү etkisini жана bunun механикалык-термалдык тормоз аткарымına кантип yansıdığını изилдейт. Изилдөөчүлөр önce kama biçimli тормоз тормоз накладкасыsının күч тең салмакsinden тормоз системасыnin күчөтүү коэффициентиnı analitik катары türetiyor; ardından daha önce standart C/C yarış тормоздорi үчүн geliştirмененn Dymola/Модельica tabanlı акыркы көлөмдөр методу (FVM) термоэластикалык модельini kama destekli калиперlere uyarlıyor. Модель, ар түрдүү kama açılarına sahip чыныгы калиперlerin tam ölçekli динамометр тажрыйбаleriyle тормоз моменти жана диск бет температурасы üzerinden sınanıyor. Натыйжаlar, büжүк kama açılarının айрыкча төмөн момент koşullarında daha az гидравликалык күчle жогорку тормоздоо kazancı sтармакlайabildiğini; бирок байланыш басымы жүкseldikçe C/C диск-тормоз накладкасы çiftinin etkin сүрүлүү коэффициентиnın düşmesinin теориялык kazancın bir bölümünü чекladığını көрсөтөт. Модельin чоку тормоз моменти болжолдоосуndeki нормалдаштырылган ката көрсөткүчтөрi тест edмененn durumların çoğunda %5'in астында kalırken, изилдөөnın маанилүү чекı C/C сүрүлүүsindeki цикл geçmişine bтармакlı динамикалык трибологиялык değiшимlerin mevcut жергиликтүү сүрүлүү yasasıyla tam катары temsil edмененmemesidir.

Изилдөөnın Түркия жагынан мааниi түздөн-түз bir Formula 1 калиперinin жергиликтүү bir araca aktarılmasından çok, жогорку натыйжалуу тормоз дизайнında эксперименттик тест менен төмөн эсептөө наркli сандык модельin бирге kullanılabмененceğini göstermesidir. Түркия'deki bir yarış ортомчу, жогорку натыйжалуу автомобилдик тормоз системасы же C/C тормоз иштеп чыгуу изилдөөsına uygulanması halinde калипер геометрияsi, тормоз накладкасы материалsi, сүрүлүү karakteristiği, муздатуу koşulları жана тест циклlerinin ilgili система үчүн кайра belirlenmesi керек. Изилдөөнүн натыйжалары ар түрдүү bir тормоз системасыne түздөн-түз сандык дизайн параметрsi катары aktarılmamalıdır.

Изилдөөнүн негизги суроосу эмне?

Изилдөөnın негизги суроосу, өзүн-өзү күчөтүүчү сына геометриясыnin C/C yarış тормоздорinde oluşturduğu тормоздоо kazancının механикалык жана термалдык катары yeterince тез fakat güжанаnilir bir модельle алдын ала билүүlüp алдын ала билүүlemeyeceğidir. Изилдөөчүлөр, standart калиперler үчүн daha önce geliştirмененn термоэластикалык акыркы көлөмler модельini kama destekli калиперlerin өзгөчө жүк aktarım mekanizmasını içerecek biçimde genişletiyor.

Literatürde электронik сына тормоздорi, гидравликалык kama mekanizmaları жана ар түрдүү өзүн-өзү күчөтүүчү тормоз дизайнları bulunmasına rтармакmen изилдөөчүлөр yarış унааlarında kullanılan гидравликалык өзүн-өзү күчөтүүчү C/C тормоздорin термоэластикалык модельlenmesine түздөн-түз фокусlanan bir изилдөө bulamadıklarını belirtiyor. Изилдөөnın özgün katkжылуулук, жергиликтүү сүрүлүү коэффициенти yasasıyla birleştirilmiş indirgenmiş mertebeli FVM мамилесиnı жогорку натыйжалуу kama destekli C/C тормоздорe колдонмоk катары диагнозmlanıyor.

Hesaplama жүкü bu мамилесиn маанилүү motivasyonlarından biridir. Изилдөөda önerмененn модель үчүн тормоздоо sırasında симуляция убакытının болжол менен 20 мүнөт/simüle edмененn saniye деңгээлinde болгону; салыштыруу түзүмlan bтармакlı термоэластикалык FEM мамилесиnda болсо маалыматlen аппараттык жабдык koşullarında болжол менен 20 saat/simüle edмененn saniye gerektiği bildirilmektedir. Donanım koşulları iki салыштырууda tamamen ошол эле эмес; bu эмне үчүнle маанилер жалпы bir стадияnsel ылдамдык катышы катары değil, изилдөөnın жанаrdiği эсептөө чыгымы салыштырууsı катары мааниlendirilmelidir.

Kama mekanizması тормоз күчүni кантип büyütüyor?

Standart диск тормоз калиперinde тормоз накладкасыnın диск tarafından sürüklenmesiyle oluşan жанама күч, калиперin тормоз накладкасы destek бетine aktarılır. Kendinden бекемдөөli дизайнda болсо bu destek бетi диск düzlemine dik olmak yerine bir kama açжылуулукna sahiptir. Disk-тормоз накладкасы арасындаki сүрүлүүden doğan жанама күч böylece kama бетinde диск багытыnde ek bir октук күч bмененşeni oluşturur. Bu bмененşen поршеньların uyguladığı гидравликалык sıkma күчine eklenir.

Изилдөөda tek тормоз накладкасы үчүн тормоз күчүnin поршеньların uyguladığı гидравликалык күчe катышы күчөтүү коэффициенти \( \mu_g \) катары аныкталган:

\[ \mu_g = \frac{F_b}{F_{z,pist}} = \mu \frac{ \cos\beta+\mu_w\sin\beta-\mu_p\sin\beta+\mu_w\mu_p\cos\beta }{ \cos\beta+\mu_w\sin\beta-\mu\sin\beta+\mu\mu_w\cos\beta } \]

Бул жерде \(F_b\) тормоз накладкасы başına тангенциалдык тормоз күчүni, \(F_{z,pist}\) поршеньların тормоз накладкасыya uyguladığı toplam гидравликалык күчi, \(\mu\) диск-тормоз накладкасы арасындаki орточо etkin сүрүлүү коэффициентиnı, \(\mu_w\) тормоз накладкасы-калипер kama бетi сүрүлүүsini, \(\mu_p\) тормоз накладкасы-поршень сүрүлүүsini жана \(\beta\) kama açжылуулукnı туюнтат.

Dinamometre өлчөөлөрinden күчөтүү коэффициенти кошумча şu ilişkiyle эсептелген:

\[ \mu_g = \frac{BT} {2p_{hydr}A_{pist}R_{eff}} \]

Бул жерде \(BT\) тормоз моменти, \(p_{hydr}\) гидравликалык басым, \(A_{pist}\) калиперin bir tarafında тормоз sıvжылуулукna bakan toplam поршень аянты жана \(R_{eff}\) etkin калипер радиусуdır.

Balata-калипер жана тормоз накладкасы-поршень аралык бетlerindeki сүрүлүүnin ihmal edildiği өзгөчө durumda ilişki daha sade bir forma айланууür:

\[ \mu_g = \mu \frac{\tan\alpha} {\tan\alpha-\mu} \]

жана теориялык туруктуулук чекı:

\[ \alpha = \arctan(\mu) \]

катары ifade edilir. Изилдөөda incelenen \(0^\circ\)–\(40^\circ\) kama açıları жана \(0,2\)–\(0,7\) диск-тормоз накладкасы сүрүлүү коэффициенти aralığı үчүн analitik hesaplar системаleri kendiliğinden kilitlenme bölgesinden uzakta көрсөтөт. Örneğin \(\mu=0,7\) үчүн daha koruyucu yaklашууda \(\beta\) açжылуулукndan туруктуулук чекı болжол менен \(55^\circ\) катары hesaplanırken изилдөөдө incelenen эң чоң açı \(40^\circ\)'dir.

Daha büжүк kama açжылуулук эмне үчүн daha küçük поршеньlara izin жанаrebilir?

Aynı тормоз моментиnun ошол эле гидравликалык басым жана ошол эле эффективдүү радиусta üretilmesi hedeflendiğinde изилдөөda aşтармакıdaki дизайн ilişkisi колдонулган:

\[ \mu_{g,1}A_{pist,1} = \mu_{g,2}A_{pist,2} \]

Демек kama etkisiyle \(\mu_g\) жүкseldiğinde gerekli toplam поршень аянты küçültülebilir. Изилдөөчүлөрın жанаrdiği analitik örnekte \(\mu=0,45\), \(\beta_1=0^\circ\) жана \(\beta_2=20^\circ\) үчүн:

\[ \frac{A_{pist,2}}{A_{pist,1}} \simeq 0,878 \]

elde edilmiş жана bu натыйжа болжол менен %12 daha төмөн toplam поршень аянтыna karşılık gelmiştir. Максат гана daha az гидравликалык күч elde etmek эмес; daha küçük же daha az sайıda поршень sайesinde тормоз системасы массаsinin azaltılabilmesi de дизайн hedeflerinden biridir.

C/C тормоз материалsinin изилдөөдө kullanılan айрыкчаri nelerdir?

Disk жана тормоз накладкасыlarda kullanılan көмүртек-көмүртек kompozitte hem matris hem de takviye булаleri көмүртекdur. Изилдөөda Brembo'nun химиялык буу инфильтрациясы (chemical vapor infiltration, CVI) өндүрүш методуyle elde edмененn C/C материалдар esas alınmıştır.

Malzemenin rθ жана z doğrultularında ар түрдүү ийкемдүү модулдарle диагнозmlanması, модельde C/C kompozitin ортотроптук davranışının dikkate alındığını gösterir.

Termoийкемдүү модель кантип çсатып алууıyor?

Модель Dymola ortamında, объект багытli Модельica dili kullanılarak geliştirilmiştir. Disk жана тормоз накладкасыlar үч өлчөмдүү акыркы көлөмдөр методуyle өзүнчөklaştırılmıştır. Gerçek диск жана тормоз накладкасы геометрияlerindeki боштукları жана татаал сүрөтleri түздөн-түз çok ince bir тармакla çözmek yerine CAD модельlerinden elde edмененn катуу/боштук hacim жана бет катышları kullanılarak акыркы көлөм элементlarına eşмаани термалдык жана механикалык айрыкчаr atanmıştır.

Disk модельi радиалдык yönde 3, айлана-чөйрөлүк yönde 15 жана аксиалдык yönde 8 элемент; тормоз накладкасы модельi болсо sırasıyla 3, 9 жана 5 элемент kullanmaktadır. Disk менен тормоз накладкасы арасындаki тийүү bölgesinde айлана-чөйрөлүк тармак sıklaştırılırkэң жогорку kalınlık багыты температура gradyanlarını yakalamak үчүн аксиалдык yönde de тармак inceltilmiştir. Bu түзүм болжол менен 2 × 10⁵ теңдеме жана bilinmeyen içermektedir.

Sonlu hacim элементlarında энергия балансы; komşu элементlardan өткөрүм, çстадияye конвекция, радиация жана жылуулукl энергия depolanmasını içerir. Mekanik күчler ортотроптук чыңалуу-деформация ilişkалдыга жана термалдык genleşme etkisiyle hesaplanır. Disk жана тормоз накладкасыların yanı sıra поршеньlar, калипер жана диск çanı toplulaştırılmış массаler түрүндө temsil edilir.

Balata менен калипер арасындаki тийүү kullanıcı tarafından belirlenmiş bölgelerde penalty-contact мамилесиyla модельlenir. Kama destekli тормоздорe өтүүte негизги değişiklik, тормоз накладкасыnın дискten чыгуу tarafındaki калипер тийүү чек шартыnun kama бетinde ortайa çıkan октук күч bмененşenini hesaba katacak biçimde кайра диагнозmlanmasıdır.

Yerel сүрүлүү эмне үчүн критикалык?

Модель диск-тормоз накладкасы аралык бетüne туруктуу tek bir сүрүлүү коэффициенти atamamaktadır. Her тийүү элементı үчүн жергиликтүү сүрүлүү коэффициенти жергиликтүү басым \(p_l\), температура \(T_l\) жана тайгалануу ылдамдыкı \(v_l\) üzerinden hesaplanmaktadır:

\[ \mu_l = \mu_l(p_l,T_l,v_l) = \sum_{i=1}^{n} d_i f_i(p_l,T_l,v_l) \]

Сынооsel gözlemlere dайanılarak тормоздооnin ilk болжол менен 0,1–0,15 saniyesindeki сүрүлүү oluşum стадияsi менен басым модульasyonu жана bırakma стадияsi өзүнчө formülasyonlarla ele alınmakta, өтүү sigmoid tipi bir fonksионla чыныгыleştirilmektedir.

Модельdeki сүрүлүү yasasının негизги айрыкчаrinden biri, жергиликтүү байланыш басымы arttıkça жергиликтүү сүрүлүү коэффициентиnın сызыктуу эмес biçimde azalabilmesidir. Büжүк kama açжылуулукna sahip калиперlerin жогорку жүкlerde beklenenden daha чектелген күчөтүү göstermesinin anlaşılması açжылуулукndan bu касиет критикалык öнымдуулукdedir.

Сынооsel тастыктоо кантип түзүмldı?

Fren системаleri tam ölçekli TecSA TC 225 динамометрsinde текшерилген. Dinamometrede 450 kW gücünde жана 3500 rpm azami ылдамдык sтармакlайabмененn электр мотору bulunmakta; тормоз моменти ±%0,04 tam ölçek катаsına sahip момент сенсоруyle ölçülmektedir. Balataların үчүнe yerleştirilmiş термопараlar, калипер термопараları жана диск бет температурасыnı ölçen, tam ölçeğin %1'i doğruluğundaki Texense INF-T 1000-V2 пирометрleri колдонулган.

Ham тажрыйба жанаrалдыга 1000 Hz'de örneklenmiş жана tiчоку катары 200 Hz'de kайdedilmiştir. Момент жана гидравликалык басым sinyallerine өзгөрмө айлануу ылдамдыгыnın oluşturduğu гармоника тайгаланууyı daha uygun biçimde ele almak amacıyla убакыт alanı yerine uzайsal alanda төмөн өткөрүүчү фильтр колдонулган. MATLAB R2024b'deki ikinci dereceden Butterworth чыпкасы, алдыга-geri filtfilt колдонмоsıyla нөл фазалуу жана etkin катары dördüncü dereceden süzme sтармакlamıştır.

20° kama açılı Kaliper B ne gösterdi?

Kaliper B, altı поршеньlu жана \(\beta=20^\circ\) kama açжылуулукna sahip ön тормоз калиперidir. FVM байланыш басымы dтармакılımı структуралык FEM модельiyle karşılaştırıldığında iki yaklашуу айрыкча kama bölgesindeki жогорку байланыш басымыnı, поршеньlar арасындаki төмөн басым bölgelerini жана тормоз накладкасы girişindeki orta басым bölgesini benzer biçimde yakalamıştır.

Kaliper B үчүн iki өзүнчө MAP циклиnin her biri 128 тормоздоо окуясыndan oluşmuştur. Модель менен эксперименттик сфералык сүрүлүү haritaları айрыкча orta жана төмөн температура bölgelerinde uyum көрсөткөн.

Bahrain циклlerinde жогорку баштапкы температуранынda ошол эле эксперименттик чоку тормоз моментиnun elde edilmesi үчүн ilk жана en zorlайıcı тормоздооde төмөн температура сценарийсууna göre болжол менен %15 daha жогорку максимум гидравликалык басым gerekmiştir. Изилдөөчүлөр bunu температура жүкseldikçe C/C сүрүлүүsinin азаюуsıyla ilişkмененndirmiş жана модельin bu davranışı yakaladığını көрсөткөн.

Standart Kaliper A'nın \(A_{pist}R_{eff}\) çarpımı Kaliper B'ninkinden болжол менен %15 büжүк olmasına rтармакmen 20° kama etkisi sайesinde B benzer hedef момент үчүн салыштырууга боло турган гидравликалык басымlarla çсатып алууmıştır. Aynı убакытda Kaliper B үчүн standart дизайнa göre %17 масса азаюуsı билдирилген.

27° kama açılı Kaliper C'de ne değişti?

Kaliper C altı поршеньlu, \(\beta=27^\circ\) açılı жана поршеньa bakan toplam гидравликалык alanı Kaliper B менен ошол эле olan bir прототипtir. \(\mu=0,45\) божомолı астында аналитикалык модель C'nin ошол эле hedef тормоз моменти үчүн Kaliper B'ye göre болжол менен %8,5, standart Kaliper A'ya göre болжол менен %7,8 daha төмөн гидравликалык басым gerektirmesini öngörmüştür.

Yüksek температураlı Bahrain тажрыйбаlerinde Kaliper C'nin тормоздоо başına эксперименттик tepe basıncı Kaliper B'den %7'ye kadar daha төмөн табылган. Ошентсе да bazı удаалаш тормоздооlerde күчөтүү коэффициентиnın басым колдонмоsının son saniyesinde ani biçimde болжол менен yarıya düştüğü gözlenmiştir. Модель bu ani сүрүлүү төмөндөөünü doğru biçimde oluşturamamıştır.

Aynı баштапкы sıcaklığı, ылдамдык жана basınca жакын başka bir картага түшүрүү тормоздооsinde болсо эксперименттик сүрүлүү düşmek yerine тормоздоо boyunca көбөйгөн жана модель bırakma мурункуndeki моментu болжол менен %7 төмөн болжол etmiştir. Изилдөөчүлөр bu айырмаın önceki тормоздоо olайlarının C/C бетindeki сүрүлүү плёнкаlerinin oluşma, bozulma жана кайра oluşma процессlerini etkмененmesiyle туташууlı olabмененceğini билдирет. Бирок bu цикл geçmişi bтармакımlılığı mevcut модель kapsamının dışındadır.

Yüksek момент тестinde тормоздоо başladıktan болжол менен 0,1 saniye sonra belirgin bir сүрүлүү tepesi, yani bite, gözlenmiştir. Ardından etkin сүрүлүү коэффициенти маанилүү ölçüde düşmüş жана жогорку басымtaki минимум сүрүлүү мааниi төмөн моментlu koşullardakinden болжол менен %30 daha төмөн табылган.

Aynı тармакır тормоздоо окуясыnda модель чоку моментunu болжол менен %1, минимум сүрүлүү мааниini болсо болжол менен %3 ката менен болжол etmiştir.

40° kama açılı Kaliper D эмне үчүн her koşulda daha üstün değil?

Kaliper D, Kaliper C менен ошол эле калипер корпусуni kullanan fakat \(\beta=40^\circ\) kama açжылуулукna sahip bir прототипtir. Düşük момент gerektiren Bahrain цикли koşullarında büжүк kama açжылуулукnın avantajı çok belirgindir. İncelenen üçüncü тормоздооde ошол эле моментu sтармакlamak үчүн Kaliper D'nin максимум гидравликалык basıncı Kaliper C'den болжол менен %17, Kaliper B'den болжол менен %22 daha төмөн табылган.

Бирок тармакır тормоздооlerde таблица değişmektedir. En жогорку басымlı жогорку момент тестinde Kaliper D, C менен номиналдуу катары hemen hemen ошол эле чоку моментunu üretirken гидравликалык basıncı болжол менен %5 daha төмөн kalmıştır. Buna karşılık D'nin максимум момент anındaki etkin сүрүлүү коэффициенти Kaliper C'den %7, standart Kaliper A'dan %10,5 daha төмөн табылган.

Bu koşulda Kaliper D'nin максимум etkin орточо байланыш басымы C'den %11, standart A'dan %28 daha жогоркуtir. Демек daha büжүк kama açжылуулук теориялык катары daha күчтүү өзүн-өзү күчөтүү üretse de жогорку байланыш басымы C/C аралык бетündeki etkin сүрүлүү коэффициентиnı düşürerek beklenen kazancın bir bölümünü geri almaktadır.

Bu натыйжа изилдөөnın en маанилүү дизайн mesajlarından biridir: kama açжылуулукnın artırılması tek başına тормоз аткарымını monoton biçimde artıran bir çözüm эмес. Kama açжылуулук, поршень аянты, накладка байланыш аянты, эффективдүү байланыш басымы, температура жана C/C материалnin basınca bтармакlı сүрүлүү davranışı бирге мааниlendirilmelidir.

Henüz üretilmemiş Kaliper X үчүн модель ne öngördü?

Модельin дизайн ортомчу катары kullanılabilirliği, henüz эксперименттик катары тест edilmemiş Kaliper X üzerinde изилденген. Bu дизайн \(\beta=40^\circ\) kama açжылуулукna sahiptir fakat C жана D'deki üç поршень/yan düzeni yerine iki поршень/yan, yani toplam dört поршень kullanmaktadır.

Kaliper X'in накладка байланыш аянты Kaliper C'den %6, Kaliper D'den %12 daha büжүкtür. \(\mu=0,45\) референс сүрүлүү коэффициентиyla түзүмlan analitik баалооde X'in Kaliper C менен ошол эле теориялык тормоз моментиnu ошол эле гидравликалык басымta üretebilmesi жана калипер корпусу менен поршеньların birlчек массаsinde %21 азаюу sтармакlaması beklenmektedir.

Düşük жана жогорку баштапкы температураlı Bahrain симуляцияlarında X үчүн эсептелген гидравликалык басым профильi Kaliper C'ninkine жакын табылган. En büжүк tepe basıncı айырмаı жогорку температура сценарийсууnda X үчүн болжол менен %3 daha жогорку катары эсептелген.

Yüksek момент симуляцияunda X'in daha büжүк kama açжылуулукna rтармакmen daha geniş тормоз накладкасы alanı sайesinde Kaliper C'ye göre etkin орточо байланыш басымы болжол менен %5 daha төмөн kalmış жана максимум момент anındaki etkin сүрүлүү katsайıları birbirine жакын эсептелген.

Бирок Kaliper X үчүн bu натыйжалар гана модель болжолдоосуdir. Kaliper henüz эксперименттик динамометр тестinden geçirilmediği үчүн изилдөө X'in чыныгы аткарымını тастыктооmaktadır.

Изилдөө колдогон натыйжалар

• Kama destekli C/C тормоздор, тормоз күчүnin bir bölümünü өзүн-өзү күчөтүү yoluyla üreterek белгилүү koşullarda gerekli гидравликалык күчi же поршень аянтыnı azaltabilir.
• Kama açжылуулук büyüdükçe теориялык күчөтүү коэффициенти artabilir, бирок bu өсүш байланыш басымыnın C/C сүрүлүүsini düşürmesi эмне үчүнiyle жогорку жүкte бардыкüyle чыныгыleşmeyebilir.
• 20°, 27° жана 40° kama açılı чыныгы/прототип тормоз системаlerinde FVM модельi тормоз моменти жана диск температуранынı жалпы катары эксперименттик натыйжаларla kullanılabilir тактыкta болжол etmiştir.
• Yüksek kama açılı дизайнların avantajı төмөн моментlu koşullarda daha belirgin табылган.
• Yüksek etkin тийүү басымlarında C/C диск-тормоз накладкасы çiftinin etkin сүрүлүү коэффициентиnda азаюу gözlenmiştir.
• Daha geniş накладка байланыш аянты, жогорку kama açжылуулукnın oluşturduğu байланыш басымы өсүшını kısmen чекlайabilir.
• Модель, физикалык прототип üretilmeden önce yeni калипер геометрияlerinin механикалык жана термалдык аткарымını салыштырууk үчүн ön дизайн ортомчу катары kullanılabмененcek натыйжалар üretmiştir.

Изилдөө далилдебеген же текшербеген натыйжалар

• 40° kama açжылуулукnın бардык тормоз koşullarında 20° же 27°'den daha iyi болгону kanıtlanmamıştır.
• Kaliper X'in чыныгы динамометр же pist аткарымı ырасталган эмес.
• Модель C/C сүрүлүүsinin tüm geçmişe bтармакlı трибологиялык динамикалыкlerini temsil etmemektedir.
• Изилдөө бардык тормоз материалдарi же бардык калипер геометрияleri үчүн ошол эле сүрүлүү-басым ilişkisini далилдебейт.
• Daha төмөн калипер массаsinin түздөн-түз daha тез tur убакытı sтармакladığı эксперименттик катары gösterilmemiştir.
• Uzun döнымдуулук чыдамкайлык, эскирүү ömrü же ар түрдүү yarış pistlerinde чыныгы унаа güжанаnilirliği bu изилдөөнүн түздөн-түз эксперименттик натыйжалары эмес.
• Kaliper X үчүн симуляция başarжылуулук, физикалык прототип тастыктооsının yerine geçmemektedir.

Изилдөөнүн методу жана натыйжалары

İncelenen тормоз konfigürasyonları

Модель тармакı жана ana girdмененr

Her симуляция үчүн негизги girdмененr; filtrelenmiş гидравликалык басым же hedef тормоз моменти geçmişi, диск бурчтук ылдамдык geçmişi, диск-тормоз накладкасы-калипер баштапкы температураları, аба агым ылдамдыкı ilişkалдыга, калипер геометрияsi, поршень boyutları жана жайгашууları, тормоз накладкасы-калипер тийүү bölgeleri, CAD'den çıkarılmış катуу/боштук катышları, C/C механикалык жана термалдык материал айрыкчаri жана CFD'den elde edilmiş жылуулук transfer katsайılarıdır.

Başlıca модель çıktıları, kullanılan модель багытыne göre тормоз моменти же гидравликалык басым менен диск бет температурасыdır.

Disk бет температурасыnın модель çıktжылуулук

Piromeпоездin өлчөө жайгашууuna karşılık gelen диск бет температурасы, аксиалдык yöndeki en dış iki акыркы көлөм элементının температураlarından түз ekstrapolasyonla hesaplanmaktadır:

\[ T_{sim} = T_{el,1} + \frac{T_{el,1}-T_{el,2}} {L_{z12}} \frac{\Delta z_1}{2} \]

\(T_{el,1}\) жана \(T_{el,2}\) dıştaki iki элементın температураlarını, \(L_{z12}\) элемент merkezleri арасындаki аксиалдык аралыкyi, \(\Delta z_1\) болсо en dış элементın kalınlığını туюнтат.

Etkin орточо байланыш басымы

Kama etkisini de içeren etkin орточо байланыш басымы жогорку момент натыйжаларыnı yorumlamak үчүн şu bтармакıntıyla эсептелген:

\[ p_{c,eff} = \frac{BT} {2\mu R_{eff}A_{pad}} \]

Bu теңдеме, ошол эле момент seviyesinde daha küçük тормоз накладкасы alanının же daha büжүк kama бекемдөөsinin эффективдүү байланыш басымыnı жүкseltebildiğini жана bunun da C/C сүрүлүү коэффициентиndaki басым bтармакımlılığı эмне үчүнiyle аткарымı etkмененyebildiğini ачыкlamak үчүн колдонулган.

Kaliper B тастыктоо ката көрсөткүчтөрi

Kaliper C тастыктоо ката көрсөткүчтөрi

Kaliper D тастыктоо ката көрсөткүчтөрi

Bu натыйжаларda температура RMSE маанилерinin tamamı 50 °C'nin астында kalmıştır. Normalize чоку момент катаları тестlerin çoğunda %5'in астындаdır; бирок Kaliper B'nin ikinci MAP циклиnde %8,2, Kaliper D'nin bazı Bahrain циклlerinde %6,8 жана %6,5 маанилерi görülmüştür. Демек изилдөөнүн sonucu “модель her durumda %5'ten daha iyi болжол yapmaktadır” түрүндө yorumlanmamalıdır.

Модельin физикалык чекı

Модельin жергиликтүү сүрүлүү yasası басым, температура жана тайгалануу ылдамдыкına duyarlıdır; бирок statik, analitik жана yarı эмпирикалык сапаттыкiktedir. Сынооlerde görülen, önceki тормоздоо olайlarının etkisiyle değişebмененn сүрүлүү пленкасы oluşumu жана деградацияsı gibi убакыт geçmişine bтармакlı трибологиялык процессleri түздөн-түз durum өзгөрмөleriyle takip etmemektedir.

Изилдөөчүлөр bu эмне үчүнle gelecekte айрыкча büжүк kama açılarının oluşturduğu жогорку тийүү басымlarında C/C материалдарin жергиликтүү сүрүлүү davranışını karakterize etmek üzere pin-on-disc tribometre тажрыйбаleri planlandığını билдирет. Максат, жергиликтүү сүрүлүү динамикалыкlerinin daha өзүнчөntılı диагнозmlanması жана модельin алдын ала билүү кубаттуулугуnin geliştirilmesidir.

Булак жана метод эскертүүсү

Толук оригиналдуу изилдөө аталышы: Thermoelastic Модельing of Self-Energizing Carbon-Carbon (C/C) Wedge Brakes for High-Performance Race Vehicles

Авторлор: Giacomo Galvanini, Massiвалiano Gobbi, Giampiero Mastinu, Carlo Cantoni, Raffaello Passoni.

Авторлордун тартиби: Булакта маалыматlen sıra айnen сакталган. Eş birinci/eş katkı beyanı жок. Жооптуу автор Giampiero Mastinu катары белгиленген.

Мекемелер: Giacomo Galvanini, Massiвалiano Gobbi жана Giampiero Mastinu — Department of Mechanical Engineering, Politecnico di Milano, Milano, İtalya. Carlo Cantoni жана Raffaello Passoni — Brembo S.p.A., Bergamo, İtalya.

Журнал: Vehicles

Басма: MDPI, Basel, Switzerland

Cilt / макала numarası: Vehicles 2026, 8, 54

DOI: 10.3390/жанаhicles8030054

Расмий жарыя шилтемеси:https://doi.org/10.3390/жанаhicles8030054

Жарыяланган күнү: 10 Mart 2026. Изилдөө 17 Ocak 2026'da alınmış, 5 Mart 2026'da revize edilmiş жана 6 Mart 2026'da kabul edilmiştir.

Булак түрү жана рецензияланганk durumu: Бул изилдөө рецензент баалоосуnden geçmiş bir изилдөө макалаsidir. Изилдөө; analitik күч тең салмакsi, термоэластикалык акыркы көлөмler модельlemesi, FEA/FEM салыштырууsı, tam ölçekli тормоз динамометрsi тажрыйбаleri жана yeni калипер прототипinin sanal баалоосуni birleştirmektedir.

Лицензия: Макала Creatiжана Commons Attribution (CC BY) лицензияı астында ачык жеткиликтүү жарыяланган.

Каржылоо: Изилдөөчүлөр изилдөө үчүн harici каржылоо alınmadığını bildirmiştir.

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Авторлор, bildirмененn натыйжалары destekleyen жанаrалдыгаn макала үчүнde bulunduğunu belirtmiştir.

Кызыкчылыктар кагылышы: Carlo Cantoni жана Raffaello Passoni иштөө учурунда Brembo çсатып алууanıdır. Diğer авторлор изилдөөnın ticari же mali bir çıkar ilişkisi olmaksızın yürütüldüğünü beyan etmiştir.

Авторлордун салымдары: Kavramsallaştırma G.G., M.G. жана G.M.; метод G.G., M.G. жана R.P.; yazılım G.G.; тастыктоо G.G., C.C. жана R.P.; biçimsel талдоо M.G., G.M. жана C.C.; изилдөө G.G., M.G. жана R.P.; булакlar C.C. жана R.P.; маалымат катып жетилүүasyonu G.G.; ilk taslak G.G.; gözden geçirme жана düzenleme M.G., G.M., C.C. жана R.P.; визуалдаштыруу G.G.; danışmanlık, proje башкарууi жана каржылоо edinimi ilgili авторлорca булакta belirtмененn biçimde ишке ашырылган.

Булак ичиндеги editoryal not: Макалаnin Nomenclature bölümünde “C/C — Carbon-carbon” girdisi iki kez tekrarlanmıştır. Aynı bölümde “2D” ifadesi “Three-dimensional” катары ачыкlanmış, ardından “3D” de “Three-dimensional” катары берилген. Bu tutarsızlık булакta bulunduğu biçimiyle аныктоо edilmiş, bilimsel metin үчүнde sessizce булак düzeltmesi түзүмlmamıştır.

Методологиялык чектөөлөр: Termoийкемдүү модель калипер корпусуnin өзүнчөntılı механикалык деформацияunu түздөн-түз çözmemektedir; bu эмне үчүнle дискin iki tarafındaki байланыш басымы dтармакılımları simetrik катары модельlenmektedir. Balata-калипер жана тормоз накладкасы-поршень аралык бетlerindeki bazı сүрүлүү yönleri модельde önceden аныкталган. Yerel C/C сүрүлүү yasası statik/semi-эмпирикалык olup тормоздоо geçmişinin сүрүлүү пленкасы üzerindeki бардык динамикалык etkалдыгаni içermemektedir. Kaliper X гана sanal катары мааниlendirilmiş жана henüz физикалык тажрыйбаle ырасталган эмес.

Bu Verianla içeriğindeki bilimsel метод, sайılar, теңдемеler, геометриялык салыштырууlar, тажрыйба табылгаларı жана чектөөлөр жүкlenen изилдөөya dайanmaktadır. Булак dışından yeni эксперименттик натыйжа, тормоз аткарымı iddiası же C/C материалye ilişkin ek bilimsel табылга ana içeriğe eklenmemiştir.