MOTORLU ARAÇLARDAKİ İKİ PARÇALI FREN DİSKLERİ

Motorlu araçlardaki iki parçalı fren diskleri konusunda değerli bilgileri ve faydalı ipuçlarını burada bulabilirsiniz.

Disk fren sisteminin otomobilde kullanılmaya başlanmasından bu yana, fren diski otomobil yapımında önemli bir yapısal parça olmuştur. Fren balatası ile birlikte fren diski, aşınmaya maruz kalan bir sürtünme eşleşmesi oluşturur ve aşırı yüklere dayanmalıdır.

Önemli güvenlik uyarısı Çalışmalarında araç servislerine profesyonel destek sağlamak için, aşağıdaki teknik bilgiler ve uygulamaya yönelik ipuçları HELLA tarafından hazırlanmıştır. Bu web sitesinde sağlanan bilgiler, yalnızca uygun şekilde eğitilmiş uzman personel tarafından kullanılmalıdır.

 

İKİ PARÇALI FREN DİSKLERİ: TEMEL İLKELER

Ağır veya daha güçlü araçlar için daha büyük bir fren sistemi gerekir. Bu nedenle, fren diskleri çap olarak daha büyük hale getirilmekte ve fren diski çanağının malzeme kalınlıkları daha fazla olacak şekilde tasarlanmaktadır. Bu tür fren diskleri, yüksek termik yük altında kalınlık farkları, eksenel kayıklık ve şemsiye şeklini alma gibi sapmalara yatkındır. Burada, farklı malzemelerin ve özel bağlanma yöntemlerinin kullanılmasının tekerlek poyrasına giden ısı akışının ayrılmasını sağladığı kompozit fren diskleri olarak da adlandırılan iki parçalı fren diskleri, avantajlar sunmaktadır.

MALZEME VE YAPI: GENEL BAKIŞ

Fren diskleri, frenleme sırasında yüksek mekanik yüklere maruz kalır ve basınç kuvvetleri, gerilme kuvvetleri ve merkezkaç kuvvetlerinin yanında, aynı zamanda termal yüklere de dayanmalıdır. Her frenleme durumunda mümkün olan en iyi sonuçları elde etmek için, fren diskinin malzeme bileşimi frenleme sistemine uygun olmalıdır.

Aracın tipine ve uygulama alanına bağlı olarak, lamel grafitten yapılmış fren diskleri (örneğin gri dökme demir GG 15) seri üretimde büyük ölçüde standart olarak tanımlanmaktadır. Gri dökme demirin özellikleri çok çeşitli malzemeler eklenerek geliştirilebilir. Molibden ve krom, alaşımın ısıl çatlama davranışını ve aşınma direncini iyileştirir. Karbon içeriği arttırılarak, ısı emme kapasitesi geliştirilir. İki parçalı HELLA PAGID fren diskleri, alüminyumdan yapılmış bir fren diski çanağı ve gri dökme demirden yapılmış yüksek karbonlu bir sürtünme halkasından oluşur. Nispeten yüksek torkların transfer edilebilirliğini sağlamak ve sürtünme halkasının ısındığı zaman disk çanağından bağımsız şekilde eksenel olarak genişleyebilmesi için, her iki yapı parçası da bağlantı yerine paslanmaz çelik perçinlerle sabitlenir. Bu sayede termik stresler en aza indirgenir ve sürtünme halkasından disk çanağına geçişte ısı çatlakları azaltılır.

 

Fren diski çanağında alüminyum kullanılması sayesinde, ek olarak fren diskinin ağırlığı %20’ye kadar azaltılır.

AVANTAJLAR

Ağırlığın azaltılmasına ek olarak, bu fren diskleri aşağıdaki avantajlara da sahiptir:

  • Yakıt tüketiminin azaltılması ve dolayısıyla kontrol edilebilir CO2 tasarrufu
  • Geliştirilmiş ısı iletkenliği, termik deformasyonu azaltır ve fren sürtünmesini en aza indirir
  • Daha yüksek dayanıklılık
  • Sürtünme halkası ve disk çanağının ayrılması sayesinde gürültü veya titreşimlerin azaltılması
  • Fren sisteminin yaysız kütlesi azaltılarak sürüş özelliklerinin iyileştirilmesi

 

Bir fren diskinin performansı, uygun şekilde koordine edilmiş bir tasarım sayesinde önemli ölçüde artırılabilir.

DEZAVANTAJLARI

Dezavantaj olarak burada sadece çok çeşitli malzemelerin çeşitli bağlanma yöntemleriyle işlenmesinden kaynaklanan karmaşık üretim sürecinden bahsedilebilir.

Frenleme işlemi sırasında kinetik enerji sürtünme ile termal enerjiye dönüştürülür. Dönüştürülen bu enerjinin %90’a kadar olan kısmı fren diski tarafından emilir ve ortam havasına bırakılır. Sonuç olarak, aşırı koşullar altında tekerlek frenlerinde 700 °C’ye kadar sıcaklıklar oluşabilir.

 

Fiziksel yüklerin yanında, fren diskleri ek olarak çevresel etkilere, kire, suya ve tuza maruz kalır. Tüm bu faktörler, fren diski üreticileri tarafından tasarımda dikkate alınmalıdır.

 

İki parçalı fren diskleri içten havalandırmalıdır ve bu nedenle daha büyük kütleleri nedeniyle daha iyi bir ısı depolama kapasitesine sahiptir ve hava akış kanalları sayesinde daha çabuk soğutulur. Bu radyal kanallar iki sürtünme halkası arasında yer alır. Fren diskinin dönüşü, fren diskinde sabit bir hava akışına neden olan bir fan etkisi yaratır. Buna ek olarak, iki parçalı fren diskleri oluklarla veya yivlerle donatılabilir veya eksenel olarak delinebilir. Frenin sürtünme aşınmasından dolayı ortaya çıkan toz, su ve kir, oluklarda veya yivlerde toplanır ve dönme hareketiyle dışarı çıkarılır. Eksenel delikler ısının dağılmasını artırır, ancak fren tozu deliklerde birikebileceğinden, sadece düşük bir kendi kendini temizleme etkisine sahiptir.

FARKLI VERSİYONLAR: GENEL BAKIŞ

BMW ve Mercedes’deki iki parçalı fren diskleri

Araç üreticisine bağlı olarak, iki parçalı fren diskleri tasarım, malzeme kompozisyonu ve bağlanma yöntemi açısından farklı tasarlanabilir. Alüminyum disk çanağı ile gri dökme demir sürtünme halkası arasındaki bağlantı, üreticiye bağlı olarak değişebilir. Burada özel döküm, yapıştırma veya presleme yöntemleri ve perçinli mekanik bağlantılar, kelepçeler, pimler veya vidalar kullanılabilir.

 

Mercedes-Benz, bazı araç modellerinde çelik sacdan yapılma disk çanağına ve gri dökme demir (pik dölüm) sürtünme halkasına sahip kompozit fren diskleri kullanmaktadır. Özel bir konstrüksiyon veya dişli tertibatı vasıtasıyla, iki bileşen birbirine presleme ile bağlanır. Fren diski çanağının dış yarım kabuğunun diş profili, tork aktarımı için sürtünme halkasındaki tamamlayıcı bir diş profili ile birleşir. Çelik sacdan yapılmış fren diski çanağı sadece 2,5 milimetre kalınlığındadır. Klasik bir fren diski çanağı genellikle 7,5 ila 9 milimetrelik bir çeper kalınlığına sahiptir.

MOTOR SPORLARI İÇİN FREN DİSKLERİ


Seramik veya karbondan yapılmış çok parçalı fren diskleri, maliyet nedeniyle sadece motor sporlarında veya yüksek fiyatlı araç sınıflarına takılır. Düşük ağırlığa, uzun kullanım ömrüne ve iyi tepki verme davranışına ek olarak, bir diğer avantajı da düşük sönümleme davranışıdır. Ancak, daha kötü ısı iletkenliği nedeniyle, bu fren diskleri bu faktörü telafi eden özel fren balatalarına ihtiyaç duyarlar.

AŞINMA VE KONTROL: SORUN GİDERME

Kompozit fren diskinin durumunun kontrol edilmesi

Yüksek mekanik ve termik yükler nedeniyle, kompozit fren diskinin durumu, üretici tarafından belirtilen kontrolün bir parçası olarak geleneksel tek parçalı fren disklerinde olduğu gibi düzenli olarak kontrol edilmelidir. Fren diskinin aşınma limiti de burada üretici tarafından sürtünme halkasının minimum kalınlığına göre belirlenir. Milimetre cinsinden bu değer, fren diskinin dış kenarına ya da disk çanağının üzerine damgalanır.

 

8Burada ayrıca, konsantrikliğin 8eş merkezliliğinin)kontrol edilmesi (disk salgısı) ve kalınlık farkı (farklı disk kalınlığı) gibi fren diskleri için genel olarak geçerli kontrol yöntemleri de uygulanabilir. Karşılık gelen tolerans değerleri, ilgili araç üreticileri tarafından belirtilir ve mutlaka uyulmalıdır.

BAKIM TALİMATLARI: SERVİS İPUÇLARI

Fren sisteminin düzgün bir şekilde çalışmasını sağlamak için, aşağıdaki talimatlar önerilir:

  • Fren diskleri daima çiftler halinde değiştirilmelidir
  • Yeni fren disklerini her zaman yeni fren balataları ile birlikte takılmalıdır
  • Tekerlek poyrasının temas yüzeyi düz, çapaksız, temiz, passız ve hasarsız olmalıdır
  • İçten havalandırmalı fren disklerinde duruma göre dönüş yönüne de dikkat edilmelidir
  • Belirlenen sıkma torklarını dikkate alın
  • Fren diskleri ve fren balatalarının ilk önce uyum sağlaması gerektiğinden, fren sisteminin ölçülü bir şekilde rodajı yapılmalıdır. Araç üreticilerinin rodaj talimatlarını dikkate alın
  • Araç üreticisinin ürüne özgü prospektüsü ile onarım ve güvenlik talimatları dikkate alınmalıdır
  • Fren sistemi üzerindeki onarım çalışmaları, sadece eğitimli personel tarafından yapılmalıdır