Análisis numérico del comportamiento térmico de un freno de disco automotriz tipo naca

Abstract

Introducción— El sistema de frenado de un automó-vil debe trabajar en forma segura y predecible en cual-quier circunstancia, lo cual implica disponer de un nivel estable de fricción, en cualquier condición de tempera-tura, humedad y salinidad del medio ambiente. Para un correcto diseño y operación de los discos de freno, es necesario considerar diferentes aspectos, tales como la geometría, el tipo de material, la resistencia mecá-nica, la temperatura máxima, la deformación térmica, la resistencia al agrietamiento, entre otros.Objetivo— El objetivo de este estudio fue analizar el comportamiento de la temperatura y la velocidad de flujo de calor en el conducto de ventilación de un freno de disco automotriz con pilares de ventilación tipo NACA 66-29 utilizando la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD).Metodología— Se utilizó el software de diseño Solid-Works Simulations para analizar el comportamiento del fluido (aire) en términos de velocidad y capacidad de disipación de calor.Resultados— Los resultados numéricos para el flujo de calor a través de los canales de ventilación se com-pararon con los resultados obtenidos matemáticamente. Los resultados numéricos mostraron que los discos se desempeñaron bien bajo condiciones de operación seve-ras (80 km/h y una temperatura ambiente de 12°C). Es muy importante en el diseño del disco de freno seleccio-nar la geometría apropiada, particularmente el número y la sección transversal de los conductos, y el tipo de material.Conclusiones— Los métodos numéricos ofrecen ven-tajas para seleccionar la geometría y el material y para modelar el flujo de fluido para optimizar la disipación de calor para proporcionar el máximo rendimiento para componentes adecuadamente mantenidos.