Forgó testben történő hővezetés szimulációja és mérése kerékpár tárcsafék példáján
Napjaink egyik legelterjedtebb kerékpár féktípusa a hidraulikus tárcsafék. A felhasználók (pl. downhill kerékpárosok) és a gyártók körében is jól ismert tapasztalat, hogy a fékteljesítmény a felmelegedés következtében drasztikusan romolhat. A fékek fejlesztésében a mérnökség számos alterülete szerepet kap, beleértve az anyagtechnológiát, a mechanikai és termikus modellezést, a geometriai optimalizálást vagy a precíziós méréstechnikát. Számos gyártó kínál olyan termékeket, melyek a tárcsafék felmelegedése kövekeztében fellépő problémákra kívánnak megoldást nyújtani.
Munkám során a mérésre és a szimulációra fókuszáltam.
Egy kerékpár edzőgörgő segítségével kísérleteket végeztem a folyamatos fékezés hatására bekövetkező felmelegedés és fékteljesítmény romlás vizsgálatára. Az edzőgörgő segítségével regisztráltam a kerék sebességét és a bevitt teljesítményt, a forgó féktárcsa felmelegedését pedig infrahőmérővel mértem. A fékezés után már álló féktárcsa hűlését szintén rögzítettem. A mérés egyik nehézsége az infrahőmérő megfelelő beállítása, ugyanis a sugárzás elvén mérő hőmérők esetén a mért felületre jellemző megfelelő emissziós tényező beállítása elengedhetetlen. Ezt szobahőmérsékleten termoelem segítségével valósítottam meg.
A féktárcsa felmelegedését numerikus szimuláció segítségével is vizsgáltam. A féktárcsát egy forgó körgyűrűként modelleztem, melyet csak tangenciális irányban diszkertizáltam. A modell szabad paramétereit, azaz a féktárcsa és a fékpofa súrlódása következtében fellépő hőteljesítményt és a felületen történő hűlést a mérési adatok alapján becsültem meg.
szerző
-
Rittgasszer Tamás
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
