TARIFNAME FREN DISKI HAVALANDIRMA KANATçIKLARINDA YENILIK Teknik Alan Bulus özellikle otomotiv sektöründe agir hizmet araçlarinda kullanilan frenlerde, havalandirmali fren diski tasarimi ile ilgilidir. Bulus kapsaminda sunulan fren diskleri için özel tasarlamis havalandirma kanatçigi tasarimi ile havalandirma kanatçiginin arka tarafinda da yüksek hava hizlari elde edilmesi ile ilgilidir. Mevcut Teknik Sekil - 1' de gösterilen mevcut teknik, havalandirma kanatçigi geometrisi nedeniyle, havalandirma kanatçiginin öncü kenarinda, kanal boyunca yüksek hava hizlari elde edilirken; arka kenarinda, kanatçigin uç kisminda hava akisinin ayrilmasi ve bu bölgede olusan girdaplar nedeniyle hava hizi sifira kadar inmektedir. Sekil - 2' de, mevcut teknigin, akiskanlar dinamigi analizleri ile hesaplanan, havalandirma kanatçiklari etrafindaki hava akisina ait hiz çizgileri verilmektedir. Havalandirma kanalinin arka tarafinda istenmeyen bu hiz düsüsü tasinim ile havaya gerçeklesen isi transferini ve fren diskine ait tasinim katsayisini önemli miktarda düsürmektedir. Fren diski tasinim katsayisinda görülen bu düsüs nedeniyle, atalet dinamometresi ile gerçeklestirilen fren diski soguma süresi testlerinde, soguma süresi yüksek olmaktadir. Fren diski soguma süresinin yeterli olmadigi durumlarda fren diskinde çarpilma, çatlak ve hasar olusumu ve buna bagli ses ve titresim problemleri, fren diski ve balatalarda erken ve düzensiz asinma sorunlari ve dingil ucundaki rulmanlarda hasar görülebilmektedir. Teknigin bilinen uygulamalarinda havalandirma kanatçiklarinin genisliklerinin fazla olmasi nedeniyle fren diski kütlesi dolayisiyla yaylanmayan araç kütlesinin yüksek olmasina sebebiyet vermektedir. Yaylanmayan kütlenin yüksek olmasi aracin sürüs konforunu olumsuz etkilemetedir. Buna ek olarak zararli gaz emisyonlarinin ve yakit sarfiyatinin yüksek olmasina neden olmaktadir. yüklemeler altinda gerçeklestirilen sonlu elemanlar analizlerinde, havalandirma kanatçiklari etrafindaki gerilmelerin yüksek oldugu görülmektedir. Havalandirma kanatçiklari etrafindaki yüksek gerilmeler fren diski kullanim ömrünün azalmasina neden olmaktadir. Ayrica sonlu elemanlar analizleri sonucunda, frenleme esnasinda ortaya çikan isi girdisi altinda, koniklesme degerlerinin de yüksek oldugu görülmektedir. Yüksek koniklesme degerleri nedeniyle araç seviyesinde ses ve titresim problemleri, fren diski ve balatalarda erken ve düzensiz asinma sorunlari görülmektedir. (Sekil - 3) Sonuç olarak, mevcut teknikte yukarida belirtilen problemlerin çözümü için, havalandirmali fren diski tasariminin gelistirilmesine duyulan gereksinim ve mevcut çözümlerin yetersizligi ilgili teknik alanda gelistirme yapmayi zorunlu kilmistir. Bulusun Amaci Bulus kapsaminda sunulan havalandirma kanatçigi tasarimi ile havalandirma kanatçiginin arka tarafinda da yüksek hava hizlari elde edilebilmektedir. Havalandirma kanatçiginin öncü ve arka kisimlarinda görülen yüksek hizli hava akisinin bir sonucu olarak, tasinim ile gerçeklesen isi transferi ve fren diskine ait tasinim katsayisinda önemli bir artis elde edilmektedir. Ortalama tasinim katsayisindaki artis ile beraber fren diski soguma süresi testlerinde soguma periyodu önemli miktarda azalmaktadir. Soguma süresinde elde edilen iyilesme ile kullanici sikayeti olarak görülen çarpilma, çatlak ve hasar olusumu ve buna bagli ses ve titresim problemleri, fren diski ve balatalarda erken ve düzensiz asinma sorunlari ve dingil ucundaki rulmanlarda hasarlari azaltilacaktir. Bulusun amaçlarindan biri de daha düsük agirlikli, havalandirma kanatçiklari etrafinda görülen maksimum asal gerilme degerleri açisindan termomekanik yüklemelere daha dayanikli ve termomekanik yüklemeler sonucunda daha az koniklesen bir fren diski elde edilmektedir. Bu sayede, bulus konusu olan havalandirmali fren diskinin kullanildigi araçlarda, araç yaylanmayan kütlesi daha az olacaktir. Bunun sonucu olarak, zararli gaz emisyonlarinin ve yakit sarfiyati azaltilacaktir. Termomekanik dayanimin iyilestirilmesi ile birlikte fren diski kullanim ömrünün iyilestirilmesi beklenmektedir. Koniklesme degerlerinin azaltilmasi ile birlikte, ses, titresim ve konfor sorunlarinin önüne geçilmesi; erken ve düzensiz fren diski ve balata asinmalari azaltilacaktir. Bulusun Detayli Açiklamasi Bu bulusun amacina ulasmak için agir hizmet araçlarinda kullanilan havalandirmali fren diski tasariminin gerçeklestirilmesi için kullanilan havalandirma kanatçigi ekli sekillerde gösterilmistir. Sekil - 1 Mevcut teknikteki havalandirma kanatçigi geometrisinin görünümü Sekil - 2 Mevcut teknikte havalandirma kanatçiklari etrafindaki hava akisina ait hiz çizgilerinin görünümü geometrisinin görünümü Sekil - 4 Bulus konusu fren disklerinin hava kanatciklarinin genel görünümü Sekil - 5 Bulus konusu fren disklerinin hava kanatciklarinin detay görünümü Sekil - 6 Bulus konusu havalandirma kanatçiklari etrafindaki hava akisina ait hiz çizgilerinin görünümü Sekil - 7 Mevcut teknik - bulus karsilastirmali sicaklik-zaman grafigi Bulus konusu olan agir hizmet araçlarinda kullanilan havalandirmali fren diski tasariminin gerçeklestirilmesi için kullanilan havalandirma kanatçiginin daha iyi anlasilabilmesi için tarifnamenin bundan sonraki bölümlerinde asagida belirtilen referans numaralariyla anilacaklardir. Buna göre; 1. Dis sürtünme diski 2. Iç sürtünme diski 3. Havalandirma kanatçiklari 3.1. Kisa kanatçik profili 3.1L. Kisa öncü kenar 3.1T. Kisa arka kenar 3.2. Uzun kanatçik profili 3.2L. Uzun öncü kenar 3.2T. Uzun arka kenar 3.3. Genis kanatçik profili 3.3L. Genis öncü kenar 3.3T. Genis arka kenar 4. C1 yariçapi 4.1 C2 yariçapi 4.2 C3 yariçapi 4.3 C4 yariçapi Burada söz konusu bulus en genel haliyle, Sekil - 4' de gösterildigi gibi, dis sürtünme diski(1), iç sürtünme diski(2) ve havalandirma kanatçiklarindan(3) olusmaktadir. Fren diskinin saat yönündeki dönme hareketi sirasinda, havalandirma kanali boyunca havalandirma kanatçiklarindan(3) hava akis hizlarinin yüksek ve esit olabilmesi için üç farkli kanatçik profili tasarlanmis olup, bunlar kisa kanatçik profili(3.1), uzun kanatçik profili(3.2) ve genis kanatçik profilidir(3.3). Kisa kanatçik profili(3.1), uzun kanatçik profili(3.2) ve genis kanatçik profili(3.3), dis sürtünme diski(1) ile iç sürtünme diski(2) arasindaki baglantiyi saglamaktadir. (Sekil - 5) Kisa kanatçik profili(3.1) C1 yariçapi(4) ile C2 yariçapi(4.1), uzun kanatçik yariçapi(4.2) ile C4 yariçapi(4.3) arasina konumlandirilmaktadir. C1 yariçapi(4), C2 yariçapi(4.1), C3 yariçapi(4.2) ve C4 yariçapi(4.3) konumlari belirlemek amaciyla dis sürtünme diski(1) üzerine çizilmis görünmez eksenler gibidir. Kisa kanatçik profili(3.1) ile genis kanatçik profili(3.3) dikey dogrulta olmak üzere ayni hizada konumlandirilmaktadir. Ardisik olarak dizilmis olan uzun kanatçik profili(3.2) ile genis kanatçik profili(3.3) arasindaki açi, ayni forma sahip havalandirma kanatçiklari(3) arasindaki açinin yarisi kadardir. C1 yariçapi(4) 128 C4 yariçapi(4.3) 204 - 216 mm arasinda deger almaktadir. Sekil - 6' da, bulusun akiskanlar dinamigi analizleri ile hesaplanan, havalandirma kanatçiklari(3) etrafindaki hava akisina ait hiz çizgileri verilmektedir. Kisa kanatçik profilinin(3.1) kisa öncü kenarinda(3.1L), kanal boyunca yüksek hava hizlari elde edilirken; kisa kanatçik profilinin(3.1) kisa arka kenarinda(3.1T), hava akisinin ayrilmasi ve bu bölgede olusan girdaplar nedeniyle hava hizinin kisa öncü kenara(3.1L) göre azaldigi görülmektedir. Benzer sekilde uzun kanatçik profili(3.2) ve genis kanatçik profilinin(3.3) uzun öncü kenar(3.2L) ve genis öncü kenar(3.3L) ile uzun arka kenar(3.2T) ve genis arka kenar(3.3T) taraflarinda kanal boyunca yüksek hava hizlarina ulasilmaktadir. C3 yariçapindan(4.2) C4 yariçapina(4.3) kadar uzun kanatçik profili(3.2) ve genis kanatçik profili(3.3) arasindaki mesafe sabit tutularak, uzun kanatçik profili(3.2) ve genis kanatçik profili(3.3) arasindaki hava akisinin etkinligi arttirilmaktadir. Uzun kanatçik profili(3.2) ve genis kanatçik profili(3.3) arasindaki sabit kanal boslugu bulunmakta olup bahsedilen uzun kanatçik profili(3.2) ve genis kanatçik profilinin(3.3) kanatçik radyuslari ile saglanmaktadir. Kisa kanatçik profilinin(3.1) kanatçik radyus degeri 91,3 mm ile 96,9 mm arasinda, uzun arasinda degismektedir. Kisa kanatçik profili(3.1), uzun kanatçik profili(3.2) ve genis kanatçik profilin(3.3) uç kisimlarinda bulunan radyuslar hava geçisini yumusatarak, hava akisinin etkinligini arttirmaktadir. Havalandirma kanatçiklarinin(3) uç kisimlarina ait radyus ölçüsü 1,9 mm ile 2,6 mm arasinda degismektedir. Uzun kanatçik profili(3.2) ve genis kanatçik profili(3.3) uzun öncü kenar(3.2L) ile genis öncü kenar(3.3L) ve uzun arka kenar(3.2T) ile genis arka kenar(3.3T) bölgelerinde görülen yüksek hizli hava akisinin bir sonucu olarak, önceki teknige göre % 13.0 oraninda iyilesme saglanmaktadir. Ortalama tasinim katsayisindaki bu artis ile atalet dinamometresi ile gerçeklestirilen soguma süresi testlerinde, 30 km/sa araç hizi için 450 °C'den 50 cJC'ye soguma periyodunun önceki teknige görülmektedir. (Sekil - 7) Bulusa ait havalandirma kanatçik(3) geometrileri (kisa kanatçik profili(3.1), uzun kanatçik profili(3.2) ve genis kanatçik profilinin(3.3)) sayesinde, termomekanik hizmet kosullari altinda gerçeklestirilen sonlu elemanlar analizlerinin bir sonucu olarak, kanatçiklar etrafindaki maksimum asal gerilme degerlerinde patent için hesaplanan koniklesme degerleri karsilastirildiginda, bulusa ait maksimum koniklesme degerinin 1/5 seviyesinde oldugu görülmektedir. Buna ek olarak, havalandirma kanatçiklarinin(3) kanatçik genisliklerinin 8 mm degerinden düsük olmasi sayesinde toplam fren diski agirliginda önceki teknige göre % 4.6 oraninda hafifleme elde edilmektedir. TR TR DESCRIPTION INNOVATION IN BRAKE DISC VENTILATION FLAPES Technical Field The invention is related to the design of ventilated brake discs, especially in the brakes used in heavy-duty vehicles in the automotive industry. The invention is related to achieving high air speeds at the back of the ventilation flap with the specially designed ventilation flap design for the brake discs. Current Technique The current technique shown in Figure - 1, due to the ventilation fin geometry, high air velocities are achieved along the duct at the leading edge of the ventilation fin; At the trailing edge, the air speed decreases to zero due to the separation of the air flow at the tip of the wing and the vortices formed in this region. In Figure - 2, the speed lines of the air flow around the ventilation blades, calculated by fluid dynamics analysis of the current technique, are given. This undesirable speed drop at the back of the ventilation duct significantly reduces the heat transfer to the air by convection and the convection coefficient of the brake disc. Due to this decrease in the brake disc drag coefficient, the cooling time is high in the brake disc cooling time tests performed with an inertial dynamometer. In cases where the brake disc cooling time is not sufficient, distortion, cracks and damage may occur on the brake disc, resulting in noise and vibration problems, premature and irregular wear of the brake disc and pads, and damage to the bearings at the axle end. In known applications of the technique, the large width of the ventilation flaps causes the brake disc mass and therefore the unsprung vehicle mass to be high. High unsprung mass negatively affects the driving comfort of the vehicle. In addition, it causes harmful gas emissions and fuel consumption to be high. In finite element analyzes performed under loading, it is seen that the stresses around the ventilation fins are high. High stresses around the ventilation flaps cause the service life of the brake disc to decrease. Additionally, as a result of finite element analyses, it is seen that the taper values are high under the heat input that occurs during braking. Due to high taper values, noise and vibration problems at vehicle level, and premature and irregular wear of brake discs and pads are observed. (Figure - 3) As a result, in order to solve the above-mentioned problems in the current technique, the need to develop ventilated brake disc design and the inadequacy of existing solutions have made it necessary to make developments in the relevant technical field. Purpose of the Invention With the ventilation flap design presented within the scope of the invention, high air speeds can be achieved at the back of the ventilation flap. As a result of the high-speed air flow seen in the leading and rear parts of the ventilation fin, a significant increase in the heat transfer and the drag coefficient of the brake disc is achieved. With the increase in the average drag coefficient, the cooling period in brake disc cooling time tests decreases significantly. With the improvement achieved during the cooling period, the user complaints of warping, cracking and damage and the resulting noise and vibration problems, premature and irregular wear of brake discs and pads, and damage to the bearings at the axle end will be reduced. One of the aims of the invention is to obtain a brake disc that has a lower weight, is more resistant to thermomechanical loading in terms of the maximum principal stress values seen around the ventilation fins, and is less tapered as a result of thermomechanical loading. In this way, in vehicles where the ventilated brake disc, which is the subject of the invention, is used, the unsprung mass of the vehicle will be less. As a result, harmful gas emissions and fuel consumption will be reduced. It is expected that the service life of the brake disc will be improved by improving the thermomechanical strength. By reducing the taper values, noise, vibration and comfort problems are prevented; Premature and irregular brake disc and pad wear will be reduced. Detailed Description of the Invention In order to achieve the purpose of this invention, the ventilation flap used to design the ventilated brake disc used in heavy duty vehicles is shown in the attached figures. Figure - 1 View of the ventilation flap geometry in the current technique Figure - 2 View of the geometry of the speed lines of the air flow around the ventilation flaps in the current technique Figure - 4 General view of the air flaps of the brake discs of the invention Figure - 5 Detailed view of the air flaps of the brake discs of the invention Figure - 6 View of the velocity lines of the air flow around the ventilation flaps that are the subject of the invention Figure - 7 Current technique - invention comparative temperature-time graph In order to better understand the ventilation flap used to design the ventilated brake disc used in the heavy-duty vehicles that are the subject of the invention, the reference given below in the following sections of the specification. They will be referred to by their numbers. According to this; 1. External friction disc 2. Internal friction disc 3. Ventilation fins 3.1. Short fin profile 3.1L. Short leading edge 3.1T. Short trailing edge 3.2. Long fin profile 3.2L. Long leading edge 3.2T. Long trailing edge 3.3. Wide winglet profile 3.3L. Wide leading edge 3.3T. Wide rear edge 4. C1 radius 4.1 C2 radius 4.2 C3 radius 4.3 C4 radius The invention in question here is in its most general form, as shown in Figure - 4, consisting of outer friction disc (1), inner friction disc (2) and ventilation fins (3). ) is formed. During the clockwise rotation of the brake disc, three different fin profiles have been designed to ensure high and equal air flow speeds from the ventilation fins (3) along the ventilation duct; these are the short fin profile (3.1), the long fin profile (3.2) and the wide fin profile (3). 3.3). The short fin profile (3.1), long fin profile (3.2) and wide fin profile (3.3) provide the connection between the outer friction disc (1) and the inner friction disc (2). (Figure - 5) The short fin profile (3.1) is positioned between the C1 radius (4) and C2 radius (4.1), and the long fin radius (4.2) and C4 radius (4.3). C1 radius (4), C2 radius (4.1), C3 radius (4.2) and C4 radius (4.3) are like invisible axes drawn on the external friction disk (1) to determine the positions. The short fin profile (3.1) and the wide fin profile (3.3) are positioned in the same vertical direction. The angle between the long fin profile (3.2) and the wide fin profile (3.3), arranged sequentially, is half the angle between the ventilation fins (3) with the same form. C1 radius (4) is between 128 and C4 radius (4.3) is between 204 - 216 mm. In Figure - 6, the speed lines of the air flow around the ventilation flaps (3), calculated by the fluid dynamics analysis of the invention, are given. While high air velocities are achieved along the duct at the short leading edge (3.1L) of the short fin profile (3.1); It is seen that at the short trailing edge (3.1T) of the short fin profile (3.1), the air speed decreases compared to the short leading edge (3.1L) due to the separation of the air flow and the vortices formed in this region. Similarly, the long leading edge (3.2L) and wide leading edge (3.3L) and the long trailing edge (3.2T) and wide trailing edge (3.3T) sides of the long fin profile (3.2) and wide fin profile (3.3) have high altitudes along the channel. air speeds are reached. By keeping the distance between the long fin profile (3.2) and the wide fin profile (3.3) constant from the C3 radius (4.2) to the C4 radius (4.3), the effectiveness of the air flow between the long fin profile (3.2) and the wide fin profile (3.3) is increased. There is a fixed duct gap between the long fin profile (3.2) and the wide fin profile (3.3), and it is provided by the fin radii of the said long fin profile (3.2) and wide fin profile (3.3). The fin radius value of the short fin profile (3.1) varies between 91.3 mm and 96.9 mm, and the long fin. The radii at the ends of the short fin profile (3.1), long fin profile (3.2) and wide fin profile (3.3) soften the air passage and increase the effectiveness of the air flow. The radius measurement of the ends of the ventilation flaps (3) varies between 1.9 mm and 2.6 mm. The high speed air flow seen in the long blade profile (3.2) and wide blade profile (3.3), long leading edge (3.2L) and wide leading edge (3.3L) and long trailing edge (3.2T) and wide trailing edge (3.3T) regions As a result, a 13.0% improvement is achieved compared to the previous technique. With this increase in the average drag coefficient, the cooling period tests performed with an inertial dynamometer show that the cooling period from 450 °C to 50 cJC for a vehicle speed of 30 km/h is compared to the previous technique. (Figure - 7) Thanks to the ventilation fin (3) geometries of the invention (short fin profile (3.1), long fin profile (3.2) and wide fin profile (3.3)), as a result of the finite element analyzes carried out under thermomechanical service conditions, the fins When the taper values calculated for the patent are compared with the maximum principal stress values around it, it is seen that the maximum taper value of the invention is at the level of 1/5. In addition, thanks to the fin width of the ventilation fins (3) being less than 8 mm, a 4.6% reduction in total brake disc weight is achieved compared to the previous technique. TR TR