Baja SAE bagi pidurisüsteemi projekteerimine

Käesoleva lõputöö eesmärgiks oli projekteerida loodavale Baja SAE sarja bagile toimiv pidurisüsteem. Projekteeritud süteemi kõik komponendid on arvutuslikel meetoditel tõestatud ning sobivad antud sõidukile kasutamiseks. Komponendid on vastupidavad, lihtsalt hooldatavad ning vastavad kõikidele SAE sarja nõuetele. Bagi pidurisüsteemi konstrueerimisel osutus parimaks lahenduseks kasutada kolme pidurisadulat, ühte peasilindrit koos kahe õlianumaga, kahte väiksemat piduriketast esisillal, ning ühte suurema läbimõõduga piduriketast tagasillal. Lisaks kasutatakse käsitsi reguleeritavat pidurdusjõu regulaatorit, millega kergelt jaotada pidurdusjõudu esi- ja tagasilla pidurite vahel. Kogu pidurisüsteemis kasutatakse kolme pidurivoolikut ning raamile kinnituvat kahes osas piduritoru, mis on vastupidavam ja kompaktsem, kui pidurivoolik. Rataste läheduses, kus on palju liikumist, tuleb kasutada pidurivoolikut. Konstrueerimise lihtsustamiseks kasutatakse tagasillal ühte piduriketast ja pidurisadulat, kuna ruumi veovõllide ümbruses piduri projekteerimiseks on piisavalt. Enim tähelepanu projekteerimise juures nõudis esisilla käänmiku ja sadula omavaheline ühendamine. Kuna bagi konstrueerimisel kasutatakse palju ostutooteid, sealhulgas käänmikud, tuli leida antud käänmikutüübi jaoks sobiv lahendus. Suurimaks probleemiks kujunes sadula ja ketta mahutamine antud velje sisse. Minimaalse sobiva kolvi diameetriga esisilla pidurisadul, mis suudab ratast vajaliku jõuga pidurdada, võttis esisilla koostu juures suure hulga ruumi. Lisaks paiknesid käänmiku sadula kinnitused ebasobivas kohas, mistõttu tuli luua eraldi vahekronstein sobitamaks sadula käänmiku külge. Vahekronsteini loomise ja käänmiku vähesel määral töötlemise tulemusena oli võimalik paigutada esisilla käänmiku külge sobiv pidurisadul, ning kasutada piisavalt suurt piduriketast. Lisaks vahekronsteini konstrueerimisele nõudis palju tähelepanu sobivate piduridetailide välja arvutamine ning peasilindri ja sadulate omavahelise sobivuse leidmine. Oluline oli hoida pidurisüsteemi surve madal, ning samas saavutada suur jõud pidurikettale. Samuti oli ajamahukas 3D mudelite loomine ning koostu sobitamine. Enamus pidurikomponente on ostutooted. Vastavalt konkreetsele bagile sai projekteeritud mõlema silla pidurikettad. Esimesed kettad koostati rummu alusel, ning maksimaalne diameeter tulenes velje mõõdust. Mõlema ketta disainimisel kasutati suurel hulgal erinevaid näiteid internetist. Vastavate tugevusanalüüside tulemusena pandi paika ketaste materjal. Bagi pidurisüsteemi hinnakalkulatsiooni tulemusena on kogu süsteemi maksumus 785 eurot. Komponentide valiku esimene eelistus oli sobivus antud konseptsiooniga. Teiseks eelistuseks oli hind. Sobivate esisilla sadulate otsimise tulemusena ei leitud ühtegi alternatiivset ja odavamat lahendust antud koostu sobitamiseks. Tagasilla pidurisadula valikul oli võimalusi rohkem, ning kasutatud sai kõige odavamat Wilwood 4 kolviga pidurisadulat. Vaatamata sellele, et tagasilla pidurikomponendid said välja valitud ning arvutatud, ei ole veel head 3D mudelit tagasilla jõuülekandesüsteemist ega käigukastist. Sellest tulenevalt ei olnud võimalik koostada tagasilla pidurikoostu sellisel tasemel, nagu see on tehtud esisillal. Samuti ei olnud võimalik tuua välja komponentide konkreetseid kinnitusvahendeid. Tõenäoliselt tuleb tagasilla ketta kinnitusosa vähesel määral modifitseerida, kuid see ei muuda tagaratastele mõjuvat pidurdusjõudu.

The primary purpose of this graduation thesis is to determine best possible solution to design brake system for Baja SAE buggy. Since there are many possible solutions to project brake system for Baja buggy, it is important to design a solution which will meet all SAE technical requirements and fits buggy overall concept. To start creating a brake conception, first and primary step was to meet and understand all Baja SAE rules. When the rules were clear, the overall structure was created based on the specified details and technical specifications, which came from previous graduation thesis based on Baja SAE buggy. According to buggy technical information, the primary calculations were done, which gave limit values for components to be choose from. Therefore the best price and better suited brake components were selected. Another calculations were done, to be sure, the parts which were selected, will actually be able to stop the buggy. Together with selected parts, some additional parts were designed, such as the brake rotors and the front brake caliper bracket. The 3D models were created from the brake rotors and the bracket. Together with given 3D models the front brake assembly was able to create. To be sure the designed brake components selected material, and component itself is suitable, some additional strength calculations were done. All performed calculations showed suitability of brake solution and meet the Baja SAE requirements. Total cost of this brake solution is 785 euros.