Mainski fakultet Univerziteta u Banjoj Luci

Aleksandar Lalovi 8640

0

Seminarski rad: Tribologija koionog sistema kod automobila

1

Sadraj :

Uvod... 2

Sile kod konica. 3

O trenju... 5

Faktori koji utiu na trenje.. 7

O koionom sistemu 9

Vrste habanja koionog sistema. 12

Zakljuak 16

2

1.Uvod

Henry Ford je 1908. predstavio prvi model automobila za masovnu

proizvodnju. To je bio Ford-ov model T , koji iako je bio tradicionalan, donio je

revoluciju automobilskoj industriji. Model T teio je oko 550 kg, imao je 20

konjskih snaga i mogao je postii maksimalnu brzinu od 65 km/h. Bio je

opremljen trakastim koionim sistemom, gdje je pamuna traka bila namotana oko

diska. Ta pamuna traka bila je podmazivana uljem iz mjenjaa automobila i da bi

se izbjeglo pregrijavanje i nagorjevanje te trake vozai su dobijali instrukcije da

koenje vre u kratkim intervalima.

Sa daljim razvojem automobilske industrije, prvenstveno sa razvojem motora kod

automobila, dolazi i do razvoja jednog od najznaajnijih sistema a to su koioni

sistemi.

3

2. Sile kod konica

Operacija izvedena koenjem je suprotna operaciji koja se izvodi

dodavanjem gasa. Prilikom ubrzavanja hemijska energija goriva se pretvara u

kinetiku energiju a kod koenja kinetika energija se pretvara u toplotnu. Prilikom

vonje moment sa motora se prenosi do tokova automobila i na taj nain se

ostvaruje kretanje, prilikom koenja moment konica se prenosi ponovo do

tokova u cilju savladavanja momenta koji je doao od motora.

Kada konica pone da djeluje na disk, poine da se javlja sila koja nastoji da

uspori automobil. Inercija automobila koja djeluje iz centra gravitacije, nastoji da

4

nastavi kretanje automobila i ima suprotno djelovanje od sile kretanja. Sila inercije

je jednaka sili koenja, te ove dvije sile prave spreg momenata i nastoje da dignu

zadnje tokove u zrak. Poto tokovi ostaju na zemlji dodatne sile moraju djelovati

da bi se naruila jednakost izmeu sile inercije i sile koenja, odnosno da bi se

naruio moment sprega. Moment sprega javlja se od sile koja djeluje normalno na

podlogu izmeu tokova i podloge, a izmeu prednjih tokova i podloge javlja se

sila koja pojaava ovaj moment a na zadnjim tokovima javlja se sila koja

umanjuje ovaj moment.

5

3. O trenju

Jedan od najzanimljivijih i najvanijih fizikih fenomena vezan uz

koioni sistem je lateralna sila izmeu dvije povrine u kontaktu, odnosno

sila trenja. Ako blok vuemo preko horizontalnog poda, bona sila potrebna

za pomicanje bloka je jednaka sili trenja izmeu dvaju povrina. 1490-ih,

Leonardo da Vinci je otkrio da kada se normalna sila na blok poveava, sila

trenja takoe se poveava . On je otkrio da sila trenja izmeu dve povrine u

kontaktu je nezavisna od prividne, nominalne ,kontaktne povrine. Dvije

stotine godina kasnije Amonton je ponovno otkrio to je Da Vinci ve

primijetio i on formulirao Amontons-ove zakone trenja:

1.Sila trenja je direktno proporcionalna normalnoj sili

2.Sila trenja je nezavisna od povrine kontakta

Ti se odnosi izmeu normalne sile, Fn, i bone sile, Ft, mogu matematiki

formulisati kao:

6

Kada blok vuemo po horizontalnoj povrini, bona sila jednaka je sili trenja

izmeu bloka i podloge. Prema Amontonu i Da Vinciju, sila trenja je nezavisna od

nominalne povrine kontakta. Da bi objasnili da je sila trenja nezavisna od

nominalne kontaktne povrine, moramo prouiti dvije nasuprotne ploe. Sve

tehnike povrine imaju hrapavost, ak i ako se neke izgledaju vrlo glatke. Ako su

dvije grube povrine pritisnute jedna o drugu, doi e do kontakta izmeu samo

malih djelova tih ploa. Dakle, podruje pravog kontakta e biti vrlo malo. Kao to

je injenica, normalno optereenje i tvrdoa dva materijala e definisati podruje

stvarnog kontakta .Poveanje tvrdoe ili smanjenje optereenja e dovesti do

smanjenog kontaktnog podruja. Dakle, za odreenu kombinaciju materijala, pravo

podruje kontakta zavisi o normalnom optereenju i nema povezanosti sa

nominalnim podrujem kontakta. Ako udvostruimo optereenje, podruje

stvarnog kontakta e takoe biti udvostrueno.

7

4.Faktori koji utiu na trenje

Primjenjeni pritisak

Vie pritiska na frikcione lanove konica , vie otpora, dovodi do poveanja

trenja. Vie trenje znai vie koenja. Pritisak je stvoren kombinacijom mehanike

moi i hidraulinog pritiska , plus djelovanje pomonih jedinica.

Temperatura

Temperatura materijala izazvana trenjem ima veliki uticaj na dalje razvijanje

trenja. Kako material pod uticajem trenja postaje topliji, njegova sposobnost za

zaustavljanje vozila se smanjuje. Materijal koji je pod uticajem trenja mora biti

napravljen tako da podnosi velike promjene temperature i da ima priblino isti

koeficijent trenja i u hladnim ali I u toplim uslovima. Sa porastom temperature

dolazi I do problema sa pritiskom u hidraulinim crijevima koji su odgovorni za

pomjeranje klipa I zaustavljanje automobile. Temperatura komponenti konica

raste sa poveanjem stepena koritenja konica. Ako vozilo tei 1812 kg, pri

naglom zaustavljanju (koenju) na 96 km/h temperature moe porasti na 71 C.

8

Povrina frikcionog materijala

Zavrna obrada, ili glatkoa frikcionog materijala ima uticaj koionu

sposobnost automobila. Hrapava povrina konica imala bi vei koeficijent trenja,

ali bi veoma brzo potroila I bila bi neupotrebljiva. Povrina modernih koionih

obloga napravljena je tako da se pri skidanju gornjih slojeva, povrina donjih

slojeva stalno ostaje glatka.

Vrsta frikcionog materijala

Materijali koji se koriste za konice imaju veliki uticaj na trenja a samim tim

I na sposobnost za zaustavljanje automobila. Za razliite materijale potrebno je

primjeniti I sile razliitih intenziteta da bi se ostvario prelaz jedne povrine preko

druge. Karakteristika frikcionih materijala konica odlikuje se koeficijentom

trenja. Ako je koeficijent trenja je previsok, konice e raditi previe dobro I doi

9

e do potpune blokade tokova. Ako je koeficijent trenja je prenizak, papuica

konice e zahtijevati primjenu pretjerane sile da bi se omoguilo zaustavljanje

automobila.

5. O koionom sistemu

Koioni sistem se moe podijeliti na tri osnovna dijela:

1. Rotor, predstavlja rotirajui dio toka. To je prvi dio u frikcionom paru.

Rotori su izraeni od sivog liva koji uvijek dominira na tritu. Posljednjih

nekoliko godina, pojavljuju se I drugi materijali. Neki od primjera su SiC

ojaani aluminijum, ugljenik-SiC kompozitni material i sinterovani ugljenik.

10

2. Koione obloge , stacionarne prirode, su drugi dio frikcionog para . Tokom

koenja, hidraulini klip izaziva kontakt koione obloge i rotora. Sila trenja,

izmeu stacionarne koione obloge i rotirajueg diska, pretvorie kinetiku

energiju vozila u toplotu.

11

3. Hidraulini sistem prenosi i pojaava silu koenja sa papuice konice na

hidraulini klip pritiskom obloge na rotor. U modernim koionim sistemima

hidraulini sistem takoe ukljuuje i ABS-sistem (Anti-Blockier System,

German) i razliite vrste vunih sistema.

12

6.Vrste habanja koionog sistema

Kod koionog sistema automobila mogu se javiti sledei oblici habanja:

1. Lako zaribavanje (Scoring) I neujednaeno troenje

Uzrok nastanka ovog vida habanja je vonja po pjeanim I prainjavim ulicama, a

I nedostatak zatitnika od praine. Ovaj oblik habanja javlja se preteno na

povrinama koionih obloga I na diskovima konica. Predstavlja povrinski oblik

habanja.

13

2. Habanje izazvano visokim temperaturama

Napuknua I nagorjelosti dijelova koionog sistema izazvani su naglim

promjenama temperature. Pri uestalim I naglim koenjima dolazi do velikog

poveanja temperature na diskovima konica dok je temperature okoline I ostalih

dijelova dosta nia. Ta razlika temperature koja se javlja je uzrok nastajanja

plastinih deformacija na povrinama, a daljim hlaenjem dolazi I do pojave

napuknua.

14

3. Korozija na kontaktnim povrinama

Uzrok nastanka korozije je vlano vrijeme, vlaga u vazduhu ili ienje diskova

vodenim mlazom visokog pritiska. Korozija nema neki tetan uticaj na koionu

mo automobila, jer svakim novim koenjem jedan sloj korozije se uklanja.

Problem moe nastati ako korozija zahvati dublje slojeve diska konice.

15

7.Zakljuak

Kada mikroskopske nesavrenosti dviju pokretnih povrina dou u kontakt,

oni stvaraju otpor . Ovaj otpor se naziva otpor trenja. Trenje treba izbjegavati u

nekim sistemima vozila , ali je od vitalnog znaaja za rad konica. Konice

koristiti trenje za zaustavljanje vozila . Trenje je uvijek prisutno izmeu dva

materijala koji klize jedan preko drugog . Koeficijent trenja je koliina trenja koje

se moe proizvesti kad dvije povrine dou u kontakt . Postoje dvije vrste trenja a

to su statiko I kinetiko trenje. Statiko trenje omoguava dranje nepokretnih

dijelova u mjestu. Kinetiko trenje usporava pokretne objekte pretvarajui

kinetiku energiju u toplotnu. Statiko trenja je uvijek vee od kinetikog trenja

.Koioni sistem moe apsorbovati mnogo vie konjskih snaga nego to motor

automobila moe proizvesti. Iz tog razloga , zaustavni put sa zadanom brzinom je

krai od duine potrebne da se ubrza na istu brzinu. Mnogi faktori utjeu na

sposobnost frikcionih materijala. Trenje uvijek izaziva toplotu , a ta toplina mora

se ukloniti kako bi se sprijeilo troenje I proklizavanje konica. Napredak

tehnologije omoguava odabir sve boljih materija za izradu konica I za njihovo

bolje funkcionisanje. Kada se sve uzme u obzir ide se ka tome da se to kvalitetnije

neto napravi ali sa minimalnim utrokom vremena I resursa.

16