Nghiên cứu trạng thái nhiệt của đĩa phanh đặc và đĩa phanh có thông gió trong quá trình phanh lặp lại theo chu kỳ bằng mô phỏng số
16 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.FEE.2024.205-211Từ khóa:
Đĩa phanh; Đĩa phanh đặc; Đĩa phanh có thông gió; Phân tích nhiệt; Phần mềm ANSYS.Tóm tắt
Hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng của ô tô, với nhiệm vụ giảm tốc độ hoặc dừng xe khẩn cấp. Trong quá trình phanh, nhiệt lượng sinh ra do ma sát giữa má phanh và đĩa phanh; phần lớn nhiệt này được đĩa phanh hấp thụ thay vì được tản ra ngoài môi trường. Vì vậy, đĩa phanh có thể nhanh chóng tích tụ một lượng nhiệt đáng kể, đặc biệt là trong quá trình phanh lặp lại theo chu kỳ, dẫn đến việc xuất hiện các vùng có nhiệt độ rất cao trên đĩa phanh. Trong những điều kiện này, có thể xảy ra một số ảnh hưởng tiêu cực như mòn đĩa phanh, nứt và giảm mô-men phanh. Bài báo này nhằm mục đích so sánh trạng thái nhiệt của đĩa phanh đặc và đĩa phanh thông gió trong quá trình phanh lặp lại theo chu kỳ. Các mô phỏng số được thực hiện bằng phần mềm ANSYS cho thấy nhiệt độ tối đa trên đĩa phanh đặc và đĩa phanh thông gió trong chu kỳ phanh cuối cùng lần lượt là 252,61 °C và 221,12 °C. Như vậy, nhiệt độ cực đại trên đĩa thông gió thấp hơn khoảng 12,5% so với đĩa phanh đặc. Kết quả nghiên cứu này chứng minh rằng đĩa phanh thông gió có hiệu quả hơn trong những điều kiện khắc nghiệt, đảm bảo mức độ an toàn cao trong quá trình phanh.
Tài liệu tham khảo
[1]. Yan, H. B., Zhang, Q. C., and Lu, T. J, “Heat Transfer Enhancement by X-Type Lattice in Ventilated Brake Disc,” International Journal of Thermal Sciences, 107, pp. 39–55, (2016). https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2016.03.026. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2016.03.026
[2]. Phan, D., and Kondyles, D, “Rotor Design and Analysis; A Technique Using Computational Fluid Dynamics (CFD) and Heat Transfer Analysis,” pp. 2003-01–3303, (2003). https://doi.org/10.4271/2003-01-3303. DOI: https://doi.org/10.4271/2003-01-3303
[3]. Rhee, S. K, “Friction Properties of a Phenolic Resin Filled with Iron and Graphite—Sensitivity to Load, Speed and Temperature,” Wear, 28(2), pp. 277–281, (1974). https://doi.org/10.1016/0043-1648(74)90169-0. DOI: https://doi.org/10.1016/0043-1648(74)90169-0
[4]. Nejat, A., Aslani, M., Mirzakhalili, E., and Najian Asl, R, “Heat Transfer Enhancement in Ventilated Brake Disk Using Double Airfoil Vanes,” Journal of Thermal Science and Engineering Applications, 3(4), p. 045001, (2011). https://doi.org/10.1115/1.4004931. DOI: https://doi.org/10.1115/1.4004931
[5]. Jafari, R., and Akyüz, R, “Optimization and Thermal Analysis of Radial Ventilated Brake Disc to Enhance the Cooling Performance,” Case Studies in Thermal Engineering, 30, p. 101731, (2022). https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101731. DOI: https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101731
[6]. Li, C., and Yang, H.-I, “Optimized Shape for Improved Cooling of Ventilated Discs,” Alexandria Engineering Journal, 79, pp. 556–567, (2023). https://doi.org/10.1016/j.aej.2023.08.035. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aej.2023.08.035
[7]. Minh, C. N., Van, Q. D., Dinh, T. N., and Van, Q. L, “Numerical Investigation of Material and Structural Influence on Transient Temperature Behavior in Disc Brakes During Single-Stop Braking,” IJHT, 42(4), pp. 1337–1348, (2024). https://doi.org/10.18280/ijht.420424. DOI: https://doi.org/10.18280/ijht.420424
[8]. Talati, F., and Jalalifar, S, “Analysis of Heat Conduction in a Disk Brake System,” Heat Mass Transfer, 45(8), pp. 1047–1059, (2009). https://doi.org/10.1007/s00231-009-0476-y. DOI: https://doi.org/10.1007/s00231-009-0476-y
[9]. Majcherczak, D., Dufre´noy, P., and Nai¨t-Abdelaziz, M, “Third Body Influence on Thermal Friction Contact Problems: Application to Braking,” Journal of Tribology, 127(1), pp. 89–95, (2005). https://doi.org/10.1115/1.1757490. DOI: https://doi.org/10.1115/1.1757490
[10]. Dubale, H., Paramasivam, V., Gardie, E., Tefera Chekol, E., and Selvaraj, S. K, “Numerical Investigation of Thermo-Mechanical Properties for Disc Brake Using Light Commercial Vehicle,” Materials Today: Proceedings, 46, pp. 7548–7555, (2021). https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.01.437. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.01.437
[11]. Gao, C. H., Huang, J. M., Lin, X. Z., and Tang, X. S, “Stress Analysis of Thermal Fatigue Fracture of Brake Disks Based on Thermomechanical Coupling,” Journal of Tribology, 129(3), pp. 536–543, (2007). https://doi.org/10.1115/1.2736437. DOI: https://doi.org/10.1115/1.2736437
