Binek araçlarda kullanılan kampana fren sisteminin özelliklerinin iyileştirilmesi ve tasarımının geliştirilmesi

Gelişen teknoloji ile birlikte otomobillerde güvenlik özellikleri ön plana çıkmakta ve fren sistemleri de araçların en önemli güvenlik ekipmanı olduğu için hayati önem taşımaktadır. Günümüze kadar geçen sürede binek araçlarda, ticari ve ağır araçlarda kullanılan kampana frenler, günümüzde bazı binek araçlarda, ticari ve ağır araçlarda arka tekerlerde kullanımına devam etmektedir. Sürtünme frenleri olarak adlandırılan disk ve kampana frenleri incelersek, kampanada frenlemenin kapalı ortamda gerçekleşmesi nedeniyle ısınmanın hızla artması, soğumanın çok yavaş olması, frenleme sonucu ortaya çıkan balata tozlarının atılamaması ve aşırı biriken tozların fren sistemi elemanlarını deforme etmeye başlaması sistemin en yaygın problemleridir. Bu çalışmada, fren sistemlerinin öneminden bahsedilmiş, kampana fren sisteminin avantaj ve dezavantajları üzerinde durulmuştur. Bilinen en yaygın dezavantajların yapılan tasarımla azaltılması hatta avantaja dönüştürülmesi hedeflenmiştir. Hayati önem taşıyan bu güvenlik ekipmanlarının ne düzeyde iyileşme gösterdiği, güvenlik seviyesindeki artışın sürüş konforu ile ne düzeyde birleştiği görülmüştür. Hedeflenen iyileştirmeler için öncelikle fren sistematiği hesaplamaları yapılmıştır. Bu hesaplamalara göre yapılan iyileştirmelerin 3 boyutlu katı modellemesi Solidworks 2017 bilgisayar destekli CAD programı ile çizilmiş, yapısal analizleri Solidworks ve Ansys 16.0 Workbench programında yapılmıştır. Kampana fren sisteminin en önemli elemanlarından olan tamburun hava soğutmalı olması tasarlanmıştır. Hava soğutmalı kampana tasarımı için öncelikle orijinal kampana ölçülerine göre katı modelleme yapılmıştır. Tasarımında değişiklik yapılarak döküm için çekme ve işleme payları ile yeniden ölçülendirilmiştir. Yapılan ölçülendirmeler ile ahşap malzemeden modeli üretilmiş ve kum kalıba döküm yöntemi kullanılarak sfero dökümden numune yapılmıştır. Döküm sonrası talaşlı imalat ile temel ölçülere getirilmiştir. Numune binek bir araca takılarak Corghı BT90 Pro marka fren test cihazında test edilmiştir. Sürtünme sonucu oluşan sıcaklıklar normal kampana ile numune için Solidworks ve Ansys programında analiz edilmiş, fren testi sonucu elde edilen veriler Solidworks analiz sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Kampana frenlerde kullanılan otomatik ayar mekanizması, daha verimli çalışması için yeniden tasarlanmış ve yapısal hesaplamalar sonucu katı modellemesi çizilerek yapısal analizleri yapılmıştır.