Analisis Perilaku Distribusi Suhu Motorcycle Brake Pads K. Shahril, M. Khairuddin Hj. Ali Musa, M. Sabri, MFMA Majidand M. Husaini AB Bagian mekanik, Universiti Kuala Lumpur Malaysia Spanyol Institute, Kulim Hi-Tech Park, 09000 Kulim, Kedah, Malaysia Abstrak Pentahapan-out bertahap dari asbes dalam bahan gesekan sepeda motor rem di banyak bagian dunia telah memicu timbulnya penelitian dan pengembangan ke alternatif yang lebih aman. Akibatnya, industri gesekan rem telah melihat kelahiran bantalan rem yang berbeda dan sepatu dalam dekade terakhir, masing-masing dengan komposisi yang unik mereka sendiri, namun melakukan tugas yang sama dan mengaku lebih baik daripada yang lain. Hal ini menunjukkan bahwa pemilihan rem pad permukaan desain geometri lebih didasarkan pada bentuk asli dan trial and error simulasi daripada pemahaman mendasar. Analisis ini berusaha untuk menghilangkan awan ketidakpastian dengan menyediakan wawasan pro dan kontra dari bentuk permukaan geometri sepeda motor rem pad dan make-up yang digunakan dalam suhu kontemporer distribusi perilaku pada bantalan dan sepatu. Dalam analisis ini desain pad rem ditinjau dan kelebihan dan kekurangan dalam aplikasi rem kontemporer yang dibahas. Kata kunci: bantalan rem yang berbeda permukaan geometri, desain baru, distribusi temperatur, gesekan rem, kelebihan dan kekurangan bantalan rem. 1. Pengantar Bantalan rem merupakan komponen rem disk yang digunakan dalam aplikasi otomotif dan lainnya. Bantalan rem adalah baja dukungan piring dengan bahan gesekan terikat pada permukaan yang menghadap rem cakram rotor. Bantalan rem mengubah energi kinetik dari mobil untuk energi panas oleh gesekan. Dua bantalan rem yang terkandung dalam caliper rem dengan permukaan gesekan mereka menghadapi rotor. Ketika rem hidrolik diterapkan, klem caliper atau meremas dua bantalan bersama-sama ke dalam berputar rotor untuk memperlambat / menghentikan kendaraan. Ketika pad rem dipanaskan oleh kontak dengan rotor, mengalihkan sejumlah kecil bahan gesekan ke disk, mengubahnya abu-abu kusam. Rem pad dan disc baik sekarang dengan bahan gesekan, maka "menempel" satu sama lain, memberikan gesekan yang berhenti kendaraan. Bahan rem pad berkisar dari asbes ke formulasi organik atau semi-logam. Masing-masing bahan ini telah terbukti memiliki kelebihan dan kekurangan tentang ramah lingkungan, pakai, kebisingan, dan menghentikan kemampuan. Bantalan semi-logam memberikan kekuatan dan melakukan panas dari rotor tetapi juga menghasilkan kebisingan dan cukup abrasif untuk meningkatkan rotor pakai. Asbes secara luas digunakan dalam bantalan untuk tahan panas tetapi, karena risiko kesehatan, telah diganti dengan bahan alternatif, seperti serat mineral, selulosa, aramid, kaca cincang, baja, dan serat tembaga. Tergantung pada sifat material, tarif disc memakai beragam. Sifat yang menentukan materi mengenakan melibatkan trade-off antara kinerja dan umur panjang. Bantalan yang lebih baru dapat dibuat dari bahan-bahan eksotis seperti keramik, serat aramid, dan plastik lainnya. Kendaraan memiliki persyaratan pengereman yang berbeda. Bahan gesekan menawarkan formula-aplikasi tertentu dan desain. Bantalan rem dengan koefisien tinggi gesekan memberikan pengereman yang baik dengan persyaratan tekanan pedal rem kurang, tetapi cenderung kehilangan efisiensi pada suhu yang lebih tinggi, meningkatkan jarak berhenti. Bantalan rem dengan yang lebih kecil dan konstan koefisien gesekan tidak kehilangan efisiensi pada suhu yang lebih tinggi dan stabil, namun memerlukan rem tekanan pedal lebih tinggi. Gambar. 1.Brake bantalan 1. Pernyataan masalah Piringan rem adalah alat untuk memperlambat atau menghentikan rotasi dari roda kendaraan. Untuk menghentikan roda, bahan gesekan dalam bentuk bantalan rem dipaksa mekanis, hidrolik, pneumatik, atau elektromagnetik terhadap kedua sisi disc dan menyebabkan roda untuk memperlambat atau menghentikan. Oleh Hukum Pertama Termodinamika, saat pedal rem ditekan, rem pada kendaraan memanas, memperlambat turun. Tetapi jika rem digunakan dengan cepat, cakram dan bantalan rem akan tetap panas 3 dan tidak ada kesempatan untuk mendinginkan. Rem

tidak dapat menyerap lebih banyak panas karena komponen rem sudah begitu panas. Efisiensi pengereman berkurang. Ini kerusakan sistem rem disebut rem memudar. Dalam setiap pad rem ada bahan gesekan yang diselenggarakan bersama-sama dengan semacam resin. Setelah rem pad mulai mendapatkan terlalu panas, resin memegang bahan pad bersama-sama mulai menguap membentuk gas. Gas yang tidak bisa tinggal antara pad dan disk, sehingga membentuk lapisan tipis antara pad rem dan rotor mencoba melarikan diri. Bantalan kehilangan kontak dengan disk, sehingga mengurangi jumlah gesekan. Desain pad rem penting untuk menentukan tingkat pendinginan dan memakai seragam disc dan rem pad dan sehingga mempengaruhi efisiensi pengereman . Thisproject akan fokus pada analisis simulasi perilaku distribusi temperatur motor bantalan rem selama operasi ketika pasukan dan saat menghasilkan dari pengereman diterapkan selama statis. Distribusi suhu rem pad dari hasil simulasi dapat dianalisis. Untuk mempelajari tentang pengaruh kinerja bantalan rem sepeda motor: - Kontribusi pada perpindahan panas koefisien (h), Temperatur (T), Total Panas (q), Bantalan rem Geometri (permukaan, area) dan memberikan hasil daerah. Tidak pernah ada analisis data yang tepat tentang bantalan rem sepeda motor. Jika distribusi suhu tinggi pada komponen rem cakram dapat menyebabkan efek yang tidak diinginkan, yang menyebabkan kegagalan rem. 2. Tujuan Tujuan dari proyek ini adalah untuk menentukan distribusi temperatur dan untuk mempelajari perilaku suhu dari bentuk desain geometri baru dari rem sepeda motor pad. Untuk mencapai proyek ini, tujuan ditetapkan sebagai berikut: 1. Untuk menganalisis distribusi temperatur serta suhu maksimum tercapai. 2. Untuk merancang model baru bantalan rem sepeda motor. 3. Untuk membandingkan desain datum dengan desain baru untuk menentukan desain terbaik dari bantalan rem sepeda motor. 3. Lingkup dan batasan Lingkup dan batasan dari proyek ini adalah: 1. Literatur review pada prinsip kerja, komponen, standar dan teori tentang sistem rem. 2. Untuk menganalisis perilaku distribusi temperatur yang terbaik desain bentuk geometri untuk pad rem sepeda motor. 3. Mengembangkan desain permukaan geometri baru dari bantalan rem. 4. Simulasi transien termal menggunakan software ANSYS. 5. Pembangunan pemodelan 3D untuk desain rem sepeda motor pad. 4. Hasil yang diharapkan Hasil yang diharapkan pada akhir penelitian ini adalah ketika perubahan geometri permukaan pengukuran, kondisi suhu akan menurun dan menghasilkan hasil yang lebih baik. 2. Literatur Sistem pengereman yang digunakan dalam mobil digunakan terutama untuk membantu pengemudi mengontrol kendaraan perlambatan. Ini adalah salah satu sistem utama, secara khusus dirancang untuk mengurangi kecepatan bergerak cepat kendaraan. Sebuah sistem pengereman mobil biasa terdiri dari perangkat rem memiliki komponen yang berbeda, yang digunakan untuk memperlambat atau menghentikan kendaraan. Lebih tepatnya, alat untuk mengurangi atau menghentikan kecepatan sebuah benda yang bergerak atau berputar dengan menyerap energi kinetik mekanis atau elektrik. Sistem ini secara otomatis mengontrol slip roda dan mencegah roda dari berputar. Mereka secara luas digunakan dalam kendaraan bermotor, bus, truk, kereta api, pesawat terbang, sepeda motor dan jenis kendaraan. Sistem pengereman yang digunakan dalam mobil telah datang jauh dalam beberapa tahun terakhir. Penggunaan sistem pengereman anti penguncian bersama dengan pengenalan komponen rem yang berbeda yang terbuat dari serat karbon, baja, aluminium dan lain-lain telah benar-benar berhenti memberikan kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan sistem rem tradisional.

Sliding kontak rem cakram anggota hasil dalam konversi energi kinetik menjadi panas di pad dan disk antarmuka. Meningkatkan gesekan adalah jumlah terbatas dan tergantung pada koefisien gesekan, menggosok jari-jari jalan, dan gaya yang bekerja pada pad. Proses Slip menyebabkan kenaikan suhu, sedangkan puncaknya adalah salah satu faktor paling penting dalam aksi terjadi. Suhu di permukaan kontak selama sistem rem kuartal darurat diintensifkan dengan beban panas yang signifikan yang disebabkan oleh gaya gesekan dan kecepatan tinggi dari proses ini [1]. Suhu dan resistensi penyempitan termal sebagai fungsi dari geometri karakter dan kecepatan yang ditentukan. Suhu dan tekanan thermal pad (band) dengan terbelakang terus menerus meluncur di permukaan disk (setengah) baik selama dan setelah berhenti pemanasan kedua dipelajari [2]. Namun ini konfigurasi geometris dapat melakukan dengan aplikasi teknik yang sebenarnya, di mana tidak ada solusi yang sempurna, terutama penerapan terbatas sistem pemanas gesekan perlu dikenali. Berputar sistem seperti bantalan rem disc hanya mencakup segmen menggosok cara yang keras, secara intrinsik diserahkan ke beban panas bukan merupakan sumbu simetri. Penyederhanaan teknik pemodelan yang sebenarnya tiga dimensi untuk dua-dimensi yang terkait dengan tingkat panas seragam didistribusikan melingkar sejauh dicapai [3]. Rem cakram terdiri dari cakram besi cor yang berputar dengan roda, caliper tetap dengan buku jari kemudi dan bahan gesekan (bantalan rem) yang ditunjukkan pada Gambar 2. Ketika proses pengereman terjadi, tekanan hidrolik memaksa piston dan oleh karena itu pad dan rem cakram yang di geser kontak. Siapkan gerakan perlawanan dan kendaraan melambat atau akhirnya berhenti. Gesekan antara disc dan bantalan selalu menentang gerak dan panas yang dihasilkan oleh konversi energi kinetik. Di bawah pengaruh suhu, elemen gesekan, kondisi operasi menjadi patch gesekan kurang menguntungkan mereka yang besar untuk memakai dan koefisien gesek berkurang, yang dapat menyebabkan situasi darurat. Oleh karena itu, eksperimen, matematika dan numerik pemodelan temperatur merupakan masalah yang signifikan dalam desain sistem pengereman. Penentuan eksperimental suhu permukaan benda sentuhan otentik dalam banyak kasus menyebabkan masalah teknis yang signifikan dan biaya yang berhubungan dengan substansi dan signifikan [4]. Oleh karena itu, definisi analitis atau numerik dari rezim suhu elemen pasangan gesekan diperoleh dengan pemecahan panas gesekan saat pengereman masalah terkait menarik minat besar. Gambar. 2.Motorcycle sistem bantalan rem 3. Metodologi / Eksperimental Set-Up / Model Set-Up Ada keuntungan dari bantalan rem, di mana sebagian besar dari mereka miskin untuk konduktivitas termal yang melindungi elemen penggerak hidrolik dari overheating. Hal ini juga memudahkan untuk memproduksi dan murah. Namun, bantalan perlu memeriksa sering karena cepat aus akibat dari suhu yang lebih tinggi dan tekanan kontak yang terkait dengan operasi dari sebuah disc brake. Angka 3 adalah setiap bentuk geometri desain Brake pad. Gambar. Bantalan rem 3.Motorcycle geometri bentuk 1. Model perangkat lunak Ada software yang berbeda tersedia untuk pemodelan beberapa dari mereka adalah: Karya Padat Pro-E Ide Penemu Catia v5 Solidworks multi-platform CAD / CAM / CAE digunakan sebagai alat pemodelan dalam proyek ini. 2. Solidworks (bagian modeling) SolidWorks adalah modeler padat Parasolid berbasis, dan menggunakan pendekatan berbasis fitur parametrik untuk membuat model dan rakitan. Parameter mengacu kendala yang nilainya menentukan bentuk atau geometri dari model atau perakitan. Parameter dapat berupa parameter numerik, seperti panjang garis atau diameter li

ngkaran, atau parameter geometris, seperti tangen, paralel, konsentris, horizontal atau vertikal, dll parameter numerik dapat dikaitkan dengan satu sama lain melalui penggunaan hubungan, yang memungkinkan mereka untuk menangkap maksud desain. SolidWorks memungkinkan pengguna untuk menentukan bahwa lubang adalah fitur pada permukaan atas, dan kemudian akan menghormati maksud desain mereka tidak peduli apa tinggi kemudian mereka menetapkan ke kaleng. Membangun model dalam SolidWorks biasanya dimulai dengan sketsa 2D (meskipun sketsa 3D tersedia bagi pengguna listrik). Sketsa terdiri dari geometri seperti titik, garis, busur, conics (kecuali hiperbola), dan splines. Dimensi ditambahkan ke sketsa untuk menentukan ukuran dan lokasi dari geometri. Hubungan digunakan untuk mendefinisikan atribut seperti singgung, paralelisme, tegak lurus, dan konsentrisitet. Sifat parametrik dari SolidWorks berarti bahwa dimensi dan hubungan mendorong geometri, bukan sebaliknya. Dimensi di sketsa dapat dikontrol secara independen, atau dengan hubungan dengan parameter lain di dalam atau di luar sketsa. Gambar. 4.Brake bantalan bagian desain menggunakan SolidWorks 3. Sifat material Modulus Young (EX) harus didefinisikan untuk analisis statis .Jika kami berencana untuk menerapkan beban inersia (seperti gravitasi) kita mendefinisikan sifat massa seperti kepadatan (sarang). Demikian pula jika kita berencana untuk menerapkan beban termal (suhu) kita mendefinisikan koefisien ekspansi termal (ALPX). Meja. 1. Sifat-sifat material untuk asbes Konduktivitas termal 2,06 wm / k Massa jenis 2798 kg / m3 Panas spesifik, c (J / kg k) 691 Rasio Poisson, v 0.25 Ekspansi termal ( 10,5) 1.0 Modulus elastisitas 14,25 GPa Koefisien gesekan, 0,2 4. Analisis termal Sebuah analisis Thermal menghitung distribusi suhu dan jumlah termal yang terkait dalam sistem atau komponen. Jumlah termal khas adalah: Distribusi temperatur Jumlah panas yang hilang atau diperoleh Fluks termal Jenis Analisis Termal: 1. Suatu Negara Analisis Termal Mantap menentukan distribusi temperatur dan jumlah termal lainnya di bawah kondisi pembebanan steady state. Sebuah kondisi pembebanan steady state adalah situasi di mana efek penyimpanan panas bervariasi selama periode waktu dapat diabaikan. 2. Sebuah analisis termal Transient menentukan distribusi temperatur dan jumlah termal lainnya dalam kondisi yang bervariasi selama periode waktu. Hasil yang diharapkan pada akhir penelitian ini adalah ketika perubahan geometri permukaan pengukuran, kondisi suhu akan menurun dan menghasilkan hasil yang lebih baik. 5. Mesh generasi Dalam analisis elemen hingga konsep dasar adalah untuk menganalisis struktur, yang merupakan kumpulan dari potongan diskrit yang disebut elemen, yang terhubung, bersama-sama di sejumlah terbatas titik disebut Node. Memuat kondisi batas ke

mudian diterapkan untuk unsur-unsur dan node. Sebuah jaringan elemen ini dikenal sebagai Mesh. Gambar. 5.Mesh bantalan rem Model 6. Batas termal 7. kondisi Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. model menyajikan disk yang solid tiga dimensi diperas oleh dua bahan gesekan terbatas-lebar disebut bantalan. Seluruh permukaan, S, dari disk memiliki tiga wilayah yang berbeda termasuk S1 dan S2. Pada S1 fluks panas ditentukan karena pemanasan gesekan antara bantalan dan disk, dan S2 didefinisikan untuk batas konveksi. Sisa wilayah, kecuali S1 U S2, adalah baik suhu tertentu atau diasumsikan terisolasi: daerah rim dalam dan luar disk. Gambar. Kondisi 6.Boundary 8. Metodologi flow chart Aliran grafik di bawah ini menjelaskan proses untuk proyek ini; - 4. Hasil & Diskusi 1. Analisis desain Dari sepuluh desain, desain terbaik telah memilih yang desain memiliki distribusi suhu maksimum yang lebih rendah. Nilai dari sifat material telah ditambahkan ke desain baru dari analisis yang telah dilakukan. Hasilnya telah ditunjukkan di bawah di Gbr.7. Gambar. Analisis 7.Design menggunakan transien termal 2. Kriteria untuk menentukan desain yang baik dengan desain datum 2. Distribusi suhu maksimum yang lebih rendah Gambar. Distribusi 8.Temperature 2. Total tertinggi fluks panas Gambar. 9.Total fluks panas Dari grafik di Gbr.8, menunjukkan suhu maksimum terendah adalah desain 8, dibandingkan dengan desain datum. Hasil yang ditunjukkan dalam grafik distribusi temperatur, desain acara 8 adalah yang terbaik dibandingkan dengan desain lainnya. Grafik pada Gambar. 9, menunjukkan bahwa total fluks panas untuk semua desain dibandingkan dengan desain datum. Dalam analisis ini, untuk menentukan desain terbaik tergantung pada total fluks panas tertinggi. Apa yang bisa kita lihat dalam grafik ini menunjukkan desain 3, adalah yang terbaik dari desain datum dan desain 8 desain terbaik terpilih dalam grafik distribusi temperatur. 3. Persentase desain baru membandingkan desain datum Dalam Gambar. 10 pie chart, menunjukkan hasil analisis di bawah ini, kita dapat mengetahui, persentase masing-masing desain bandingkan desain datum. Dalam persentase ini pie chart, menunjukkan 46,54% untuk desain 8 adalah yang terbaik, sementara desain 3, menunjukkan persentase 11,17% adalah cukup baik dan persentase yang terburuk dalam analisis ini adalah desain 4 yang 2: 39% dibandingkan datum desain. Gambar. 10.Percentages desain baru bandingkan desain datum. 4. Diskusi Setelah semua analisis menyelesaikan data yang diambil di setiap Analisis diperlukan, beberapa masalah telah terjadi dalam analisis, untuk menemukan desain terbaik sehingga sulit karena ada dua desain, yang memiliki keunggulan sendiri dalam desain, pertama, desain 8 (yang terbaik yang lebih rendah distribusi temperatur) dan kedua, desain 3 (yang terbaik Total fluks panas), keputusan ini harus dib

uat, dengan melihat beberapa faktor yang memungkinkan hasil akurat. Oleh karena itu, analisis tambahan dibuat yang membuat analisis pergerakan suhu, untuk semua desain termasuk desain datum untuk melihat pergerakan suhu, dari suhu depan ke pusat / grooving permukaan ke permukaan kembali. Hasil seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Gambar. 11.Percentages desain baru bandingkan desain datum. Di antara faktor-faktor lain yang harus dipertimbangkan adalah, menganalisis kontra pro & antara dua desain adalah: - (Desain 3 - mudah dipakai dan cocok untuk balap Superbike saja) (Desain 8 - dapat digunakan untuk waktu yang lama dan Cocok untuk semua sepeda standar) Akhirnya, ketika semua analisis dan semua faktor, di atas dibuat, desain 8 telah dipilih untuk menjadi desain terbaik dalam analisis. 5. Kesimpulan Kesimpulan dapat dibuat dari hasil yang diperoleh dari berbagai bentuk, model yang dimodifikasi dengan bantalan permukaan yang berbeda memiliki hasil yang lebih baik daripada desain datum. Jadi pilihan desain terbaik adalah desain 8, setelah perbandingan dibuat sesuai kriteria yang dibutuhkan untuk mencapai tujuan analisis. Akhirnya, dapat disimpulkan bahwa suhu cukup lambat perjalanan dengan desain yang dipilih dari desain 3, karena luas permukaan yang besar dan distribusi temperatur untuk desain yang dipilih adalah desain terbaik dari datum dan sembilan orang lain. Ucapan Terima Kasih Pertama dan terpenting, segala puji bagi Allah, Yang Mahakuasa, Kebajikan berkah dan bimbingan-Nya untuk memberi kita inspirasi untuk memulai proyek ini dan menanamkan dalam diri kita semua kekuatan untuk melihat proyek tahun terakhir ini (Analisis Perilaku Distribusi Suhu Of sepeda motor Brake Pads). Banyak orang telah memberi kontribusi pada penciptaan dan penyelesaian penelitian ini. Kami ingin mengucapkan terima kasih kepada atasan kami, Mr Khairil Shahril, karena dia memberikan semua usaha untuk melakukan kami sebagai dari awal sampai kita menyelesaikan penelitian kami. Dia juga memberi kami banyak bimbingan dan dukungan. Kami sangat berhutang budi dan berterima kasih kepada kuliah dari departemen mekanik, UniKL MSI. Proyek ini memberi saya dan kesempatan untuk berpartisipasi dan belajar tentang keterampilan dasar dan kemajuan penanganan perangkat lunak yang besar ada SOLIDWORKS dan ANSYS. Khusus terima kasih kepada semua teman-teman saya untuk pemahaman mereka dan mendukung pada saya dalam menyelesaikan penelitian ini. Tanpa membantu dari tertentu yang disebutkan di atas, saya akan menghadapi banyak difficultly saat melakukan hal ini. Referensi [1] Z.-C. Zhu, Y.-X.Peng, Z.-Y.Shia, dan G.-A. Chen, bidang suhu transien tiga dimensi dari sepatu rem saat pengereman hoist ini darurat, Terapan Rekayasa Termal 29 (5-6) (2009) 932-937. [2] A. Yevtushenko, M. Kuciej, Suhu dan tekanan thermal dalam duringbraking pad / disc, Terapan Rekayasa Termal 30 (4) (2010) 354-359. [3] F. Talati, S. Jalalifar, Investigasi fenomena perpindahan panas dalam berventilasi rem disk rotor dengan radial lurus bulat baling-baling, Journal of Applied Sciences 8 (20) (2008) 3583-3592. [4] aspek Buyanovskii, IA, Fuks, IG, fisik dan kimia dari pelumasan, J. Gesekan and Wear, Vol. 22, pp. 227-233, 2001.