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자동차 브레이크 제동시 디스크의 열적거동 및 응력 특성에 관한 연구
A Study on Thermal Behavior and Stress Characteristics of Discs under Braking Conditions for Automobiles 원문보기

윤활학회지 = Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers, v.28 no.5, 2012년, pp.246 - 251  

백일현 (전북자동차기술원)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Disc brakes and brake linings are part of the braking system in automobiles; this system works due to the braking power between the disc and pad. Vehicle braking systems have complex environments due to the geometry of the disk and pad, the material properties, the braking conditions, etc. Braking e...

주제어

#디스크 브레이크   #유한요소해석   #열적거동   #열응력  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 디스크에서 발생하는 제동력에 의한 발생한 heat flux 에 의한 열응력은 vent hole 내부 공기유동에 의한 냉각 효과에 의해 30 km/h이내 저속운전구간에서 큰 영향을 미치지 못함을 확인하였으며, 향후 고속운전구간에서 열응력에 미치는 효과에 대한 연구를 진행하고자 한다.
  • 따라서 본 연구의 목표는 디스크 브레이크의 유한요소해석을 통해 제동동력에 의한 heat flux를 산출하고, 이를 토대로 디스크의 내부유동 및 열전달 해석을 수행 후 확보된 온도분포를 활용하여 디스크의 열응력 특성을 파악하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
브레이크의 제동 원리는? 브레이크의 제동은 운전자의 조작력이나 보조동력으로 발생한 마찰력을 이용해 자동차의 운동에너지를 열에 너지 등으로 바꾸어 제동작용을 일으키는 방식이다. 기존 밀폐형 드럼 브레이크는 열변형에 따른 제동력 감소가 크게 발생하는데, 반복적으로 제동시 열 발생으로 인하여 드럼의 내경이 증가하는 경향이 있으며 부분적으로 마찰면이 떨어지는 현상이 발생하여 슈와 드럼간의 마찰력이 일시적으로 저하되는 결과를 가져올 수 있다.
기존 밀폐형 드럼 브레이크의 특징? 브레이크의 제동은 운전자의 조작력이나 보조동력으로 발생한 마찰력을 이용해 자동차의 운동에너지를 열에 너지 등으로 바꾸어 제동작용을 일으키는 방식이다. 기존 밀폐형 드럼 브레이크는 열변형에 따른 제동력 감소가 크게 발생하는데, 반복적으로 제동시 열 발생으로 인하여 드럼의 내경이 증가하는 경향이 있으며 부분적으로 마찰면이 떨어지는 현상이 발생하여 슈와 드럼간의 마찰력이 일시적으로 저하되는 결과를 가져올 수 있다.
디스크 브레이크의 마모시 교환은 어떤 편인가? 하지만 디스크 브레이크는 차바퀴와 함께 회전하는 디스크 양면에 패드를 압착한 뒤 마찰을 일으키는 방식으로 공기에 노출되는 면이 넓어 방열성이 좋고, 드럼 브레이크에 비해 잦은 브레이크 작동에도 페이드 현상이나 베이퍼 록 현상이 적을뿐만 아니라 유압장치와 연계 하여 ABS를 작동시킬 수 있을만큼 정밀한 제어가 가능하다는 장점을 갖고 있다. 또한 디스크 패드 마모시 교환이 쉽고 패드 간극량의 점검이 용이하다. 주요 부품은 휠허브와 함께 회전하는 디스크, 디스크에 밀착되어 마찰력을 일으키는 패드, 유압이 작용하는 휠실린더, 휠실린더가 들어 있는 캘리퍼 등으로 이루어진다.
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참고문헌 (5)

  1. Rudolf Limpert, "The Thermal Performnce of Automotive Disc Breakes," SAE 750873, 1975 

  2. K. W. Hong, "Thermal Deformation and Structure Analysis of Disk Brake System," Spring Conf. Proceedings, KSAE, pp.334-341, 1993. 

  3. 황평, 서희창, 우쉔, "3차원 열-기계 커플링 모델에 의한 벤틸레이티드 디스크-패드 브레이크의 온도 분포와 접촉 압력에 관한 연구", 한국윤활학회논문집, 제25권, 제6호, pp. 421-426, 2009. 

  4. 천동준, "자동차 휠 설계를 위한 CAE 응용 피로 응력 해석", 한국기계기술학회, 2005. 

  5. 김청균,성부용, "벤틸레이티드 디스크 브레이크의 열적특성에 관한 수치해석", 한국윤활학회지, 제14권, 제1호, 1998. 

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