Ushbu tadqiqot yuqori samarali poyga avtomobillarida qo‘llanadigan karbon-karbon (C/C) disk tormozlarda pona geometriyasi hosil qiladigan o‘z-o‘zini kuchaytirish ta’sirini va uning mexanik-termik tormoz ishlashiga qanday aks etishini o‘rganadi. Tadqiqotchilar avval pona shaklidagi tormoz kolodkasining kuch muvozanatidan tormoz tizimining kuchaytirish koeffitsiyentini analitik tarzda hosil qiladi; so‘ng standart C/C poyga tormozlari uchun ilgari ishlab chiqilgan Dymola/Modelica asosidagi chekli hajmlar usuli (FVM) termoelastik modelini pona tayanchli kaliperlarga moslashtiradi. Model turli pona burchaklariga ega real kaliperlarning to‘liq o‘lchamli dinamometr sinovlarida tormoz momenti va disk sirt harorati orqali tekshiriladi. Natijalar katta pona burchaklari ayniqsa past moment sharoitida kamroq gidravlik kuch bilan yuqori tormozlash kuchayishini ta’minlashi mumkinligini; biroq kontakt bosimi oshgani sari C/C disk-kolodka juftining samarali ishqalanish koeffitsiyenti kamayishi nazariy kuchayishning bir qismini cheklashini ko‘rsatadi. Modelning cho‘qqi tormoz momentini bashorat qilishdagi normallashtirilgan xato ko‘rsatkichlari sinovdan o‘tgan holatlarning ko‘pchiligida %5 dan past bo‘lgan, ammo tadqiqotning muhim cheklovi C/C ishqalanishidagi sikl tarixiga bog‘liq dinamik tribologik o‘zgarishlarning amaldagi mahalliy ishqalanish qonuni bilan to‘liq ifodalanmasligidir.

Tadqiqotning Turkiya nuqtayi nazaridan qiymati Formula 1 kaliperini to‘g‘ridan-to‘g‘ri mahalliy avtomobilga ko‘chirishdan ko‘ra, yuqori samarali tormoz loyihalashda tajribaviy sinov bilan hisoblash xarajati past bo‘lgan sonli modelni birgalikda qo‘llash mumkinligini ko‘rsatishidadir. Uni Turkiyadagi poyga avtomobili, yuqori samarali avtomobil tormoz tizimi yoki C/C tormozini ishlab chiqish loyihasiga tatbiq etishda kaliper geometriyasi, kolodka materiali, ishqalanish xususiyati, sovitish sharoitlari va sinov sikllari tegishli tizim uchun qayta aniqlanishi kerak. Tadqiqot natijalari boshqa tormoz tizimiga bevosita sonli loyiha parametrlari sifatida ko‘chirilmasligi lozim.

Tadqiqotning asosiy savoli nima?

Tadqiqotning asosiy savoli, o‘z-o‘zini kuchaytiruvchi pona geometriyasining C/C poyga tormozlarida hosil qiladigan tormozlash kuchayishini mexanik va termik jihatdan yetarlicha tez, biroq ishonchli model bilan bashorat qilish mumkinmi, degan masaladir. Tadqiqotchilar standart kaliperlar uchun ilgari ishlab chiqilgan termoelastik chekli hajmlar modelini pona tayanchli kaliperlarning maxsus yuk uzatish mexanizmini qamrab oladigan tarzda kengaytiradi.

Adabiyotlarda elektron pona tormozlari, gidravlik pona mexanizmlari va turli o‘z-o‘zini kuchaytiruvchi tormoz dizaynlari mavjud bo‘lsa-da, tadqiqotchilar poyga avtomobillarida qo‘llanadigan gidravlik o‘z-o‘zini kuchaytiruvchi C/C tormozlarning termoelastik modellashtirilishiga bevosita bag‘ishlangan ish topmaganini bildiradi. Tadqiqotning o‘ziga xos hissasi mahalliy ishqalanish koeffitsiyenti qonuni bilan birlashtirilgan kamaytirilgan tartibli FVM yondashuvini yuqori samarali pona tayanchli C/C tormozlarga tatbiq etish sifatida ta’riflanadi.

Hisoblash yuki ushbu yondashuvning muhim motivatsiyalaridan biridir. Tadqiqotda taklif etilgan model uchun tormozlash vaqtida simulyatsiya vaqti taxminan 20 daqiqa/simulyatsiya qilingan soniya darajasida ekani; taqqoslangan bog‘langan termoelastik FEM yondashuvida esa berilgan apparat sharoitlarida taxminan 20 soat/simulyatsiya qilingan soniya talab etilishi bildiriladi. Ikki taqqoslashdagi apparat sharoitlari to‘liq bir xil emas; shu sabab bu qiymatlar universal tezlik nisbati sifatida emas, tadqiqot bergan hisoblash xarajati taqqoslashlari sifatida baholanishi kerak.

Pona mexanizmi tormoz kuchini qanday oshiradi?

Standart disk tormoz kaliperida kolodkaning disk tomonidan tortilishi natijasida hosil bo‘ladigan tangensial kuch kaliperning kolodka tayanch yuzasiga uzatiladi. O‘z-o‘zini kuchaytiruvchi dizaynda esa ushbu tayanch yuzasi disk tekisligiga perpendikulyar emas, balki pona burchagiga ega. Disk-kolodka orasidagi ishqalanishdan hosil bo‘lgan tangensial kuch shu tariqa pona yuzasida disk yo‘nalishida qo‘shimcha o‘q bo‘ylab kuch komponentini hosil qiladi. Bu komponent porshenlar qo‘llaydigan gidravlik qisish kuchiga qo‘shiladi.

Tadqiqotda bitta kolodka uchun tormoz kuchining porshenlar qo‘llaydigan gidravlik kuchga nisbati kuchaytirish koeffitsiyenti \( \mu_g \) sifatida ta’riflangan:

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

Bu yerda \(F_b\) har bir kolodka uchun tangensial tormoz kuchini, \(F_{z,pist}\) porshenlarning kolodkaga qo‘llaydigan jami gidravlik kuchini, \(\mu\) disk-kolodka orasidagi o‘rtacha samarali ishqalanish koeffitsiyentini, \(\mu_w\) kolodka-kaliper pona yuzasi ishqalanishini, \(\mu_p\) kolodka-porshen ishqalanishini va \(\beta\) pona burchagini bildiradi.

Dinamometr o‘lchovlaridan kuchaytirish koeffitsiyenti qo‘shimcha ravishda quyidagi munosabat bilan hisoblangan:

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

Bu yerda \(BT\) tormoz momenti, \(p_{hydr}\) gidravlik bosim, \(A_{pist}\) kaliperning bir tomonida tormoz suyuqligiga qaragan jami porshen maydoni va \(R_{eff}\) samarali kaliper radiusidir.

Kolodka-kaliper va kolodka-porshen interfeyslaridagi ishqalanish e’tibordan chetda qoldirilgan maxsus holatda munosabat yanada sodda ko‘rinishga keladi:

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

va nazariy barqarorlik chegarasi:

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

ko‘rinishida ifodalanadi. Tadqiqotda ko‘rib chiqilgan \(0^\circ\)–\(40^\circ\) pona burchaklari va \(0,2\)–\(0,7\) disk-kolodka ishqalanish koeffitsiyenti oralig‘i uchun analitik hisoblar tizimlarni o‘z-o‘zidan qulflanish hududidan uzoqda ekanini ko‘rsatadi. Masalan, \(\mu=0,7\) uchun ehtiyotkorroq yondashuvda \(\beta\) bo‘yicha barqarorlik chegarasi taxminan \(55^\circ\) deb hisoblangan, holbuki tadqiqotda ko‘rilgan eng katta burchak \(40^\circ\) dir.

Kattaroq pona burchagi nega kichikroq porshenlarga imkon berishi mumkin?

Bir xil tormoz momenti bir xil gidravlik bosim va bir xil samarali radiusda hosil qilinishi maqsad qilinganda tadqiqotda quyidagi loyiha munosabati ishlatilgan:

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

Shunday qilib pona ta’siri bilan \(\mu_g\) oshganda zarur jami porshen maydoni kamaytirilishi mumkin. Tadqiqotchilar bergan analitik misolda \(\mu=0,45\), \(\beta_1=0^\circ\) va \(\beta_2=20^\circ\) uchun:

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

olingan va bu natija taxminan %12 kamroq jami porshen maydoniga to‘g‘ri kelgan. Maqsad faqat kamroq gidravlik kuch bilan ishlash emas; kichikroq yoki kamroq sonli porshenlar hisobiga tormoz tizimi massasini kamaytirish ham loyiha maqsadlaridan biridir.

Tadqiqotda C/C tormoz materialining qaysi xususiyatlari ishlatilgan?

Disk va kolodkalarda ishlatiladigan karbon-karbon kompozitda ham matritsa, ham mustahkamlovchi tolalar karbondan iborat. Tadqiqotda Brembo kompaniyasining kimyoviy bug‘ infiltratsiyasi (chemical vapor infiltration, CVI) ishlab chiqarish usuli bilan olingan C/C materiallari asos qilib olingan.

Materialning rθ va z yo‘nalishlarida turli elastiklik modullari bilan ta’riflanishi modelda C/C kompozitning ortotrop xatti-harakati hisobga olinganini ko‘rsatadi.

Termoelastik model qanday ishlaydi?

Model Dymola muhitida obyektga yo‘naltirilgan Modelica tilidan foydalanib ishlab chiqilgan. Disk va kolodkalar uch o‘lchamli chekli hajmlar usuli bilan diskretlashtirilgan. Real disk va kolodka geometriyasidagi bo‘shliqlar hamda murakkab shakllarni bevosita juda mayda to‘r bilan yechish o‘rniga CAD modellaridan olingan qattiq/bo‘shliq hajm va sirt nisbatlaridan foydalanilib, chekli hajm elementlariga ekvivalent termik va mexanik xususiyatlar tayinlangan.

Disk modeli radial yo‘nalishda 3, aylana yo‘nalishida 15 va o‘q yo‘nalishida 8 element; kolodka modeli esa mos ravishda 3, 9 va 5 elementdan foydalanadi. Disk va kolodka orasidagi kontakt hududida aylana yo‘nalishidagi to‘r zichlashtirilgan, qalinlik bo‘yicha katta harorat gradientlarini ushlash uchun o‘q yo‘nalishida ham to‘r maydaroq qilingan. Ushbu tuzilma taxminan 2 × 10⁵ tenglama va noma’lum ni o‘z ichiga oladi.

Chekli hajm elementlaridagi energiya balansi qo‘shni elementlardan issiqlik o‘tkazilishi, atrof-muhitga konveksiya, nurlanish va issiqlik energiyasining saqlanishini qamrab oladi. Mexanik kuchlar ortotrop kuchlanish-deformatsiya munosabatlari va issiqlik kengayishi ta’siri bilan hisoblanadi. Disk va kolodkalardan tashqari porshenlar, kaliper va disk qo‘ng‘irog‘i jamlangan massalar sifatida ifodalanadi.

Kolodka bilan kaliper orasidagi kontakt foydalanuvchi belgilagan hududlarda penalty-contact yondashuvi bilan modellashtiriladi. Pona tayanchli tormozlarga o‘tilganda asosiy o‘zgarish kolodkaning diskdan chiqish tomonidagi kaliper kontakt chegara shartini pona yuzasida yuzaga keladigan o‘q yo‘nalishidagi kuch komponentini hisobga oladigan tarzda qayta ta’riflashdan iborat.

Mahalliy ishqalanish nega muhim?

Model disk-kolodka interfeysiga bitta doimiy ishqalanish koeffitsiyenti bermaydi. Har bir kontakt elementi uchun mahalliy ishqalanish koeffitsiyenti mahalliy bosim \(p_l\), harorat \(T_l\) va sirpanish tezligi \(v_l\) orqali hisoblanadi:

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

Tajriba kuzatuvlariga asoslanib, tormozlashning dastlabki taxminan 0,1–0,15 soniyasidagi ishqalanish shakllanish bosqichi bilan bosimni modulyatsiya qilish va bo‘shatish bosqichi alohida formulalar bilan ko‘rib chiqiladi, o‘tish esa sigmoid turidagi funksiya bilan amalga oshiriladi.

Modeldagi ishqalanish qonunining asosiy xususiyatlaridan biri shuki, mahalliy kontakt bosimi oshgani sari mahalliy ishqalanish koeffitsiyenti nochiziqli tarzda kamayishi mumkin. Katta pona burchagiga ega kaliperlarning yuqori yuklarda kutilganidan cheklanganroq kuchayish ko‘rsatishini tushunishda bu xususiyat muhimdir.

Tajriba orqali tekshirish qanday amalga oshirilgan?

Tormoz tizimlari to‘liq o‘lchamli TecSA TC 225 dinamometrida sinovdan o‘tkazilgan. Dinamometrda 450 kW quvvatli va 3500 rpm maksimal tezlikni ta’minlaydigan elektr motor mavjud; tormoz momenti ±%0,04 to‘liq shkala xatosiga ega moment sensori bilan o‘lchanadi. Kolodkalarga o‘rnatilgan termoparalar, kaliper termoparalari va disk sirt haroratini o‘lchaydigan, to‘liq shkalaning %1 aniqligiga ega Texense INF-T 1000-V2 pirometrlari ishlatilgan.

Xom tajriba ma’lumotlari 1000 Hz da namunalangan va odatda 200 Hz da qayd etilgan. Moment va gidravlik bosim signallariga o‘zgaruvchan aylanish tezligi hosil qiladigan garmonik siljishni mosroq qayta ishlash maqsadida vaqt sohasida emas, fazoviy sohada past chastotali filtr qo‘llangan. MATLAB R2024b dagi ikkinchi tartibli Butterworth filtri oldinga-orqaga filtfilt qo‘llanilishi bilan nol fazali va samarali ravishda to‘rtinchi tartibli filtrlashni ta’minlagan.

20° pona burchakli Kaliper B nimani ko‘rsatdi?

Kaliper B oltita porshenli va \(\beta=20^\circ\) pona burchagiga ega old tormoz kaliperidir. FVM kontakt bosimi taqsimoti strukturaviy FEM modeli bilan taqqoslanganda ikki yondashuv ayniqsa pona hududidagi yuqori kontakt bosimini, porshenlar orasidagi past bosim hududlarini va kolodka kirishidagi o‘rta bosim hududini o‘xshash tarzda qayd etgan.

Kaliper B uchun ikki alohida MAP siklining har biri 128 tormozlash hodisasidan iborat bo‘lgan. Model va tajribaviy global ishqalanish xaritalari ayniqsa o‘rta va past harorat hududlarida moslik ko‘rsatgan.

Bahrain sikllarida yuqori boshlang‘ich haroratda xuddi shu tajribaviy cho‘qqi tormoz momentini olish uchun birinchi va eng og‘ir tormozlashda past haroratli ssenariyga nisbatan taxminan %15 yuqoriroq maksimal gidravlik bosim talab etilgan. Tadqiqotchilar buni harorat oshgani sari C/C ishqalanishining kamayishi bilan bog‘lagan va model ushbu xatti-harakatni ushlaganini ko‘rsatgan.

Standart Kaliper A ning \(A_{pist}R_{eff}\) ko‘paytmasi Kaliper B nikidan taxminan %15 katta bo‘lishiga qaramay, 20° pona ta’siri tufayli B o‘xshash maqsad momenti uchun taqqoslanadigan gidravlik bosimlarda ishlagan. Shu bilan birga Kaliper B uchun standart dizaynga nisbatan %17 massa kamayishi bildirilgan.

27° pona burchakli Kaliper C da nima o‘zgardi?

Kaliper C oltita porshenli, \(\beta=27^\circ\) burchakli va porshen tomonga qaragan jami gidravlik maydoni Kaliper B bilan bir xil bo‘lgan prototipdir. \(\mu=0,45\) farazi ostida analitik model C ning bir xil maqsad tormoz momenti uchun Kaliper B ga nisbatan taxminan %8,5, standart Kaliper A ga nisbatan esa taxminan %7,8 pastroq gidravlik bosim talab qilishini bashorat qilgan.

Yuqori haroratli Bahrain tajribalarida Kaliper C ning har bir tormozlashdagi tajribaviy cho‘qqi bosimi Kaliper B nikidan %7 gacha past bo‘lgan. Biroq ayrim ketma-ket tormozlashlarda kuchaytirish koeffitsiyenti bosim qo‘llashning so‘nggi soniyasida keskin tarzda taxminan yarmiga tushgani kuzatilgan. Model bu keskin ishqalanish pasayishini to‘g‘ri hosil qila olmagan.

Bir xil boshlang‘ich harorat, tezlik va bosimga yaqin boshqa xaritalash tormozlashida esa tajribaviy ishqalanish kamayish o‘rniga tormozlash davomida oshgan va model bo‘shatish oldidagi momentni taxminan %7 kam baholagan. Tadqiqotchilar bu farq avvalgi tormozlash hodisalari C/C sirtidagi ishqalanish plyonkalarining hosil bo‘lishi, buzilishi va qayta hosil bo‘lish jarayonlariga ta’sir qilishi bilan bog‘liq bo‘lishi mumkinligini bildiradi. Ammo ushbu sikl tarixiga bog‘liqlik amaldagi model doirasidan tashqaridadir.

Yuqori moment sinovida tormozlash boshlangandan taxminan 0,1 soniya o‘tib sezilarli ishqalanish cho‘qqisi, ya’ni bite, kuzatilgan. So‘ng samarali ishqalanish koeffitsiyenti sezilarli darajada pasaygan va yuqori bosimdagi minimal ishqalanish qiymati past momentli sharoitdagiga nisbatan taxminan %30 past bo‘lgan.

Xuddi shu og‘ir tormozlash hodisasida model cho‘qqi momentini taxminan %1, minimal ishqalanish qiymatini esa taxminan %3 xato bilan bashorat qilgan.

40° pona burchakli Kaliper D nega har qanday sharoitda ustun emas?

Kaliper D Kaliper C bilan bir xil kaliper korpusidan foydalanadigan, ammo \(\beta=40^\circ\) pona burchagiga ega prototipdir. Past moment talab qiladigan Bahrain sikli sharoitida katta pona burchagining afzalligi juda aniq. Ko‘rib chiqilgan uchinchi tormozlashda bir xil momentni ta’minlash uchun Kaliper D ning maksimal gidravlik bosimi Kaliper C nikidan taxminan %17, Kaliper B nikidan taxminan %22 past bo‘lgan.

Ammo og‘ir tormozlashlarda manzara o‘zgaradi. Eng yuqori bosimli yuqori moment sinovida Kaliper D C bilan nominal jihatdan deyarli bir xil cho‘qqi momentini hosil qilgan, gidravlik bosimi esa taxminan %5 past bo‘lgan. Bunga qarshi D ning maksimal moment paytidagi samarali ishqalanish koeffitsiyenti Kaliper C nikidan %7, standart Kaliper A nikidan %10,5 past bo‘lgan.

Ushbu sharoitda Kaliper D ning maksimal samarali o‘rtacha kontakt bosimi C nikidan %11, standart A nikidan %28 yuqori. Demak, kattaroq pona burchagi nazariy jihatdan kuchliroq o‘z-o‘zini kuchaytirish hosil qilsa-da, yuqori kontakt bosimi C/C interfeysdagi samarali ishqalanish koeffitsiyentini kamaytirib, kutilgan kuchayishning bir qismini qaytarib oladi.

Bu natija tadqiqotning eng muhim loyiha xabarlaridan biridir: pona burchagini oshirishning o‘zi tormoz ishlashini monoton tarzda oshiradigan yechim emas. Pona burchagi, porshen maydoni, kolodka kontakt maydoni, samarali kontakt bosimi, harorat va C/C materialning bosimga bog‘liq ishqalanish xatti-harakati birgalikda baholanishi kerak.

Hali ishlab chiqarilmagan Kaliper X uchun model nimani bashorat qildi?

Modeldan loyiha vositasi sifatida foydalanish imkoniyati hali tajribaviy sinovdan o‘tkazilmagan Kaliper X da ko‘rib chiqilgan. Ushbu dizayn \(\beta=40^\circ\) pona burchagiga ega, biroq C va D dagi har tomon uchun uchta porshenli tuzilma o‘rniga har tomon uchun ikkita porshen, ya’ni jami to‘rtta porshendan foydalanadi.

Kaliper X ning kolodka kontakt maydoni Kaliper C nikidan %6, Kaliper D nikidan %12 kattaroq. \(\mu=0,45\) mos yozuvlar ishqalanish koeffitsiyenti bilan o‘tkazilgan analitik baholashda X ning Kaliper C bilan bir xil nazariy tormoz momentini bir xil gidravlik bosimda hosil qilishi va kaliper korpusi bilan porshenlarning birlashgan massasida %21 kamayish ta’minlashi kutiladi.

Past va yuqori boshlang‘ich haroratli Bahrain simulyatsiyalarida X uchun hisoblangan gidravlik bosim profili Kaliper C nikiga yaqin bo‘lgan. Eng katta cho‘qqi bosim farqi yuqori haroratli ssenariyda X uchun taxminan %3 yuqori deb hisoblangan.

Yuqori moment simulyatsiyasida X ning kattaroq pona burchagiga qaramay, kengroq kolodka maydoni tufayli Kaliper C ga nisbatan samarali o‘rtacha kontakt bosimi taxminan %5 pastroq qolgan va maksimal moment paytidagi samarali ishqalanish koeffitsiyentlari bir-biriga yaqin hisoblangan.

Ammo Kaliper X uchun ushbu natijalar faqat model bashoratidir. Kaliper hali tajribaviy dinamometr sinovidan o‘tkazilmaganligi sababli tadqiqot X ning real ishlashini tasdiqlamaydi.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• Pona tayanchli C/C tormozlar tormoz kuchining bir qismini o‘z-o‘zini kuchaytirish orqali hosil qilib, ayrim sharoitlarda zarur gidravlik kuch yoki porshen maydonini kamaytirishi mumkin.
• Pona burchagi oshgani sari nazariy kuchaytirish koeffitsiyenti ortishi mumkin, biroq bu ortish yuqori yukda kontakt bosimining C/C ishqalanishini kamaytirishi sabab to‘liq ro‘yobga chiqmasligi mumkin.
• 20°, 27° va 40° pona burchakli real/prototip tormoz tizimlarida FVM modeli tormoz momenti va disk haroratini umumiy holda tajriba natijalariga nisbatan amalda foydalanish mumkin bo‘lgan aniqlikda bashorat qilgan.
• Yuqori pona burchakli dizaynlarning afzalligi past momentli sharoitlarda aniqroq bo‘lgan.
• Yuqori samarali kontakt bosimlarida C/C disk-kolodka juftining samarali ishqalanish koeffitsiyentida kamayish kuzatilgan.
• Kengroq kolodka kontakt maydoni katta pona burchagi keltirib chiqaradigan kontakt bosimi oshishini qisman cheklashi mumkin.
• Model fizik prototip ishlab chiqarilishidan oldin yangi kaliper geometriyalarining mexanik va termik ishlashini taqqoslash uchun dastlabki loyiha vositasi sifatida foydalanish mumkin bo‘lgan natijalarni bergan.

Tadqiqot isbotlamagan yoki sinovdan o‘tkazmagan natijalar

• 40° pona burchagi barcha tormoz sharoitlarida 20° yoki 27° dan yaxshiroq ekani isbotlanmagan.
• Kaliper X ning real dinamometr yoki trek ishlashi tasdiqlanmagan.
• Model C/C ishqalanishining barcha tarixga bog‘liq tribologik dinamikalarini ifodalamaydi.
• Tadqiqot barcha tormoz materiallari yoki barcha kaliper geometriyalari uchun bir xil ishqalanish-bosim munosabatini isbotlamaydi.
• Kamroq kaliper massasi bevosita tezroq aylanish vaqtini ta’minlashi tajriba orqali ko‘rsatilmagan.
• Uzoq muddatli chidamlilik, yeyilish umri yoki turli poyga treklaridagi real avtomobil ishonchliligi ushbu tadqiqotning bevosita tajribaviy natijalari emas.
• Kaliper X uchun simulyatsiya muvaffaqiyati fizik prototipni tekshirish o‘rnini bosmaydi.

Tadqiqot usuli va natijalari

Ko‘rib chiqilgan tormoz konfiguratsiyalari

Model to‘ri va asosiy kirishlar

Har bir simulyatsiya uchun asosiy kirishlar: filtrlangan gidravlik bosim yoki maqsad tormoz momenti tarixi, disk burchak tezligi tarixi, disk-kolodka-kaliper boshlang‘ich haroratlari, havo oqimi tezligi munosabatlari, kaliper geometriyasi, porshen o‘lchamlari va joylashuvlari, kolodka-kaliper kontakt hududlari, CAD dan olingan qattiq/bo‘shliq nisbatlari, C/C mexanik va termik material xususiyatlari hamda CFD dan olingan issiqlik uzatish koeffitsiyentlaridir.

Asosiy model chiqishlari, foydalanilayotgan model yo‘nalishiga qarab, tormoz momenti yoki gidravlik bosim hamda disk sirt haroratidir.

Disk sirt haroratining model chiqishi

Pirometr o‘lchov joyiga mos keladigan disk sirt harorati o‘q yo‘nalishidagi eng tashqi ikki chekli hajm elementining haroratlaridan chiziqli ekstrapolyatsiya orqali hisoblanadi:

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

\(T_{el,1}\) va \(T_{el,2}\) tashqi ikki element haroratlarini, \(L_{z12}\) element markazlari orasidagi o‘q masofasini, \(\Delta z_1\) esa eng tashqi element qalinligini ifodalaydi.

Samarali o‘rtacha kontakt bosimi

Pona ta’sirini ham o‘z ichiga olgan samarali o‘rtacha kontakt bosimi yuqori moment natijalarini talqin qilish uchun quyidagi munosabat bilan hisoblangan:

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

Ushbu tenglama bir xil moment darajasida kichikroq kolodka maydoni yoki kattaroq pona kuchayishi samarali kontakt bosimini oshirishi mumkinligini va bu holat C/C ishqalanish koeffitsiyentining bosimga bog‘liqligi sabab ishlashga ta’sir ko‘rsatishini tushuntirish uchun ishlatilgan.

Kaliper B ni tekshirish xato ko‘rsatkichlari

Kaliper C ni tekshirish xato ko‘rsatkichlari

Kaliper D ni tekshirish xato ko‘rsatkichlari

Ushbu natijalarda barcha harorat RMSE qiymatlari 50 °C dan past qolgan. Normallashtirilgan cho‘qqi moment xatolari sinovlarning ko‘pchiligida %5 dan past, ammo Kaliper B ning ikkinchi MAP siklida %8,2, Kaliper D ning ayrim Bahrain sikllarida %6,8 va %6,5 qiymatlari kuzatilgan. Shuning uchun tadqiqot natijasi “model har qanday holatda %5 dan yaxshiroq bashorat qiladi” tarzida talqin qilinmasligi kerak.

Modelning fizik cheklovi

Modelning mahalliy ishqalanish qonuni bosim, harorat va sirpanish tezligiga sezgir; biroq statik, analitik va yarim empirik xususiyatga ega. Tajribalarda kuzatilgan, oldingi tormozlash hodisalari ta’sirida o‘zgarishi mumkin bo‘lgan ishqalanish plyonkasining hosil bo‘lishi va yemirilishi kabi vaqt tarixiga bog‘liq tribologik jarayonlarni bevosita holat o‘zgaruvchilari bilan kuzatmaydi.

Shu sabab tadqiqotchilar kelgusida, ayniqsa katta pona burchaklari hosil qiladigan yuqori kontakt bosimlarida C/C materiallarning mahalliy ishqalanish xatti-harakatini tavsiflash uchun pin-on-disc tribometr tajribalarini rejalashtirganini bildiradi. Maqsad mahalliy ishqalanish dinamikasini batafsilroq aniqlash va modelning bashorat qobiliyatini yaxshilashdir.

Manba va usul izohi

Asarning to‘liq asl nomi: Thermoelastic Modeling of Self-Energizing Carbon-Carbon (C/C) Wedge Brakes for High-Performance Race Vehicles

Mualliflar: Giacomo Galvanini, Massimiliano Gobbi, Giampiero Mastinu, Carlo Cantoni, Raffaello Passoni.

Mualliflar tartibi: Manbada berilgan tartib aynan saqlangan. Birgalikdagi birinchi muallif/birgalikdagi hissa bayonoti mavjud emas. Mas’ul muallif Giampiero Mastinu deb ko‘rsatilgan.

Muassasalar: Giacomo Galvanini, Massimiliano Gobbi va Giampiero Mastinu — Department of Mechanical Engineering, Politecnico di Milano, Milano, Italiya. Carlo Cantoni va Raffaello Passoni — Brembo S.p.A., Bergamo, Italiya.

Jurnal: Vehicles

Nashriyot: MDPI, Basel, Switzerland

Jild / maqola raqami: Vehicles 2026, 8, 54

DOI: 10.3390/vehicles8030054

Rasmiy nashr havolasi:https://doi.org/10.3390/vehicles8030054

Nashr sanasi: 10 mart 2026. Tadqiqot 17 yanvar 2026 da qabul qilingan, 5 mart 2026 da qayta ko‘rib chiqilgan va 6 mart 2026 da qabul qilingan.

Manba turi va ekspertiza holati: Ushbu tadqiqot ekspertlar baholashidan o‘tgan ilmiy maqoladir. Tadqiqot analitik kuch muvozanati, termoelastik chekli hajmlar modellashtirilishi, FEA/FEM taqqoslashi, to‘liq o‘lchamli tormoz dinamometri tajribalari va yangi kaliper prototipining virtual baholanishini birlashtiradi.

Litsenziya: Maqola Creative Commons Attribution (CC BY) litsenziyasi ostida ochiq kirishda nashr etilgan.

Moliyalashtirish: Tadqiqotchilar ish uchun tashqi moliyalashtirish olinmaganini bildirgan.

Ma’lumotlar mavjudligi: Mualliflar bildirilgan natijalarni qo‘llab-quvvatlovchi ma’lumotlar maqola ichida mavjudligini ta’kidlagan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Carlo Cantoni va Raffaello Passoni tadqiqot davrida Brembo xodimlari bo‘lgan. Boshqa mualliflar tadqiqot tijoriy yoki moliyaviy manfaat munosabatisiz olib borilganini bildirgan.

Mualliflar hissasi: Konseptuallashtirish G.G., M.G. va G.M.; metodologiya G.G., M.G. va R.P.; dasturiy ta’minot G.G.; tekshirish G.G., C.C. va R.P.; formal tahlil M.G., G.M. va C.C.; tadqiqot G.G., M.G. va R.P.; resurslar C.C. va R.P.; ma’lumotlarni kuratsiya qilish G.G.; dastlabki qo‘lyozma G.G.; ko‘rib chiqish va tahrirlash M.G., G.M., C.C. va R.P.; vizualizatsiya G.G.; maslahat, loyiha boshqaruvi va moliyalashtirishni jalb qilish tegishli mualliflar tomonidan manbada ko‘rsatilgan tarzda amalga oshirilgan.

Manbadagi tahririy izoh: Maqolaning Nomenclature bo‘limida “C/C — Carbon-carbon” yozuvi ikki marta takrorlangan. Xuddi shu bo‘limda “2D” “Three-dimensional” deb izohlangan, keyin “3D” ham “Three-dimensional” deb berilgan. Ushbu nomuvofiqlik manbada qanday bo‘lsa shunday aniqlangan va ilmiy matnda manbani jimjit tuzatish amalga oshirilmagan.

Metodologik cheklovlar: Termoelastik model kaliper korpusining batafsil mexanik deformatsiyasini bevosita yechmaydi; shu sabab diskning ikki tomonidagi kontakt bosimi taqsimotlari simmetrik modellashtiriladi. Kolodka-kaliper va kolodka-porshen interfeyslaridagi ayrim ishqalanish yo‘nalishlari modelda oldindan belgilangan. Mahalliy C/C ishqalanish qonuni statik/yarmi empirik bo‘lib, tormozlash tarixining ishqalanish plyonkasiga bo‘lgan barcha dinamik ta’sirlarini qamrab olmaydi. Kaliper X faqat virtual baholangan va hali fizik tajriba bilan tekshirilmagan.

Ushbu Verianla mazmunidagi ilmiy usul, sonlar, tenglamalar, geometrik taqqoslashlar, tajriba natijalari va cheklovlar yuklangan tadqiqotga asoslanadi. Manbadan tashqaridan yangi tajribaviy natija, tormoz ishlashi haqidagi da’vo yoki C/C materialiga oid qo‘shimcha ilmiy xulosa asosiy mazmunga qo‘shilmagan.