Durdurmak Hareket Ettirmekten Daha mı Zor : Fren Sistemleri Nasıl Çalışır?

Merhaba değerli okuyucular, bugün sizlerle kendimiz ve sevdiklerimizin hayatlarını emanet ettiğimiz ve bir araçta emniyet adına en önemli görevlerden birini üstlenen fren sistemlerini masaya yatıracağız. Otomobillerde sürücülerin ve yolcuların hayati güvenliğini sağlamak amaçlı kullanılan ve güvenli sürüşün en büyük aktörlerinden biri tabi ki fren sistemleridir. Evet sürekli otomobillerde araç performansı, konforu, hızı, manevra kabiliyeti, güç ve tork gibi parametrelere baksak da aslından onlardan da önemli olan fren sistemlerini göz ardı edebiliyoruz. Otomobillerde belki de en çok kullanılıp fakat sürücüler tarafından içeriği konusunda en az bilgiye sahip olan konulardan biri olduğunu düşünmekteyim. Bu sistemler balata, kampana, kaliper, disk, ve fren pedalından ibaret olduğunu düşünmek çok yanlıştır, bir nesneyi hareket ettirmek kolay olabilir fakat durdurmak daha da zordur hele ki bahsettiğimiz nesne ortalama 1.5 ton olduğunu düşünürsek ve yokuş aşağı gibi durumları da eklediğimizde otomobilleri durdurmanın ne kadar zor olduğunu anlamak mümkündür. Hiç düşündünüz mü aracınızı sürerken fren pedalına hafif bir şekilde basıyoruz ve aracımızı yavaşlatıyor veya tamamen durdurabiliyoruz aslında asıl basma gücünü biz değil hemen fren pedalının arkasındaki fren servosu ya da westinghouse adıyla anılan sistemin yardımı ile yapabiliyoruz bu sistemi de yazımda ayrıca belirteceğim. Tekrar yazıma dönecek olursam eğer otomotiv üreticilerinin sürekli Ar-Ge çalışması yaptıkları konuların başında gelen fren sistemleri yapısal olarak, bizler frene bastığımızda kampana ve diskler vasıtasıyla aracımızı frenlememize olanak sağlar. Aslında basit anlamıyla baktığımızda bisiklet frenlerini göz önüne getirdiğimizde durdurma prensibini anlayabiliriz amaç dönen tekerlek diskini iki tarafından sıkıştırarak yavaşlatarak durmasını sağlamaktır. Sizde takdir edersiniz ki otomobillerde bu frenleme işlemi gerçekleştirilirken çok yüksek miktarda sıcaklıklar ortaya çıkmaktadır, sonuçta termodinamiğin 1. yasasına göz attığımızda ise enerjinin korunumu kanunu ile karşılaşırız yani ‘enerji asla yoktan var edilemez, var olan enerji de yok edilemez sadece enerji form değiştirir’ yasası bizlere fren sistemi için şunları anlatmaktadır. Aracımız hareket halinde iken bir hareket enerjisine sahiptir, frenleme esnasında ise bu hareket enerjisi fren balatalarının diskleri sıkıştırması sonucu ısı enerjisine dönüşür. Burada en önemli faktörler kullanacağımız fren sistemlerinin hangi malzemeden yapılacağı ve bu malzemelerin dayanıklılık oranlarıdır özellikle sıcak yaz aylarında sürtünmeden dolayı fren parçaları ve fren hidrolik sıvıları oldukça ısınır bunun sonucunda ise istenilen frenleme kuvveti elde edilemez ve istenmeyen sonuçlara neden olabilir. Otomotiv sektöründe fren sistemlerinin de sürekli geliştirildiğinden bahsetmiştim, özellikle motor sporları bu gelişmelere bir öncü olma durumunda sizde kabul edersiniz ki Formula 1 gibi motor sporlarında büyük Ar-Ge çalışmalarının sonucu olarak ortaya çıkmaktadırlar ve yüksek hız, yüksek frenleme gücünü sağlamak adına da sürekli farklı tipte malzeme kullanımı ile araç için en uygun sistemleri inşa edilmektedir. Formula 1 araçlarında ABS(Anti-Lock Brake System) fren sisteminin kullanımının yasak olması durumundan dolayı burada daha farklı sistemler kullanılmaktadır. Yüksek hızdan dolayı neredeyse yanma durumuna gelen fren disklerinin çalışma prensibi yine yollarda gördüğümüz araçlardaki hidrolik fren sistemleri ile aynıdır. Yüksek aşınma durumundan dolayı karbon fiber alaşımdan yapılan fren disklerinin kullanılması ve yine aynı zamanda farklı malzemelerden yapılan balatalar ile 1200 C’ye kadar çıkan sıcaklıklara göğüs gerebilen sistemler ortaya çıkıyor. Tabi ki günümüzde güvenlik çok önemli olsa da her arabaya karbon fiber alaşımlı fren diskleri takılması maliyet olarak mümkün değildir. Aslında hayalde kurulan bir sürücünün istediği her şeyin olduğu aracı üretmek otomotiv üreticileri için çocuk oyuncağıdır fakat böyle bir aracı dünya pazarında düşük fiyat ile satışını yapmak meseledir, Renault’un yeni çıkan 2021 Taliant model aracın joy paketinde manuel arka cam açma kollarını maalesef görmemizin nedeni de budur 🙂 Gelin şimdi yollarda gördüğümüz otomobillerin fren sistemleri nasıl çalışır, hangi tipte frenleme sistemleri kullanılır bunlara bir göz atalım.

Fren kaliperi ve balatanın, dönen diski durdurması sırasında açığa çıkan ısı enerjisini gösteren görsel.

HİDROLİK FREN SİSTEMLERİ NEDİR ?

Günümüzde yollarda gördüğümüz birçok araçta kullanılan fren sistemleridir. Fren pedalına sürücünün bastığı ufak bir dokunuş fren merkezine büyük bir kuvvet olarak iletilir. Paskal prensibinin etkisi ile fren merkezinde oluşan hidrolik kuvvet, fren hattı vasıtası ile tüm tekerleklere ulaşıp fren balatalarını disk etrafında sıkıştırarak dönen tekerlekleri durdurmayı amaçlar. Fren diskleri de tekerleklerin dönüşüyle senkron bir harekette olduğu için diski durdurmak otomatik olarak tekeri durdurmak demektir. Bu sistemlerde Pascal prensibi kullanılmaktadır buradaki prensip ise gazların sıkıştırılabilir fakat sıvıların sıkıştırılamaz olması ilkesine dayanmaktadır. Hidrolik fren sistemlerinde sıvılar kuvvetin iletiminde kullanılır bu sistemlerin kullanılması ile pedala uygulanan küçük kuvvetlerin büyük kuvvetlere dönüşebilir olmasıdır. Aksi taktirde sürücü aracını durdurmak için fren pedalına çok yüksek kuvvette basması gerekir bu da sürücünün ayağının çabuk yorulması ve sürüşü imkansız hale getirecek durumlara neden olacaktır. Fren pedalına basılması ile 4 eşit şekilde bölünen basınç kaliperlerin sıkışmasına neden olur, sıkıştırılan kaliperler balataların disk ile temas etmesini sağlayarak sıkışan disklerde oluşan aşınma ile kinetik enerji ısı enerjisine dönüştürülür ve aracın tekerlekleri yavaşlar ve durur. Hidrolik fren sistemleri 4’e ayrılmaktadır.

Ön tekerler disk, arka tekerler kampana yapıda olan bir aracın hidrolik fren sistemi şematiği.

1- Klasik Hidrolik Frenler: Klasik hidrolik fren sistemlerinde, fren pedalına kuvvet uygulandığında merkez silindirinin pistonu bir basınç oluşturur ve oluşan bu basınç borular yardımı ile tekerlek silindirlerine iletilir bu iletimin sonunda tekerlek silindirlerinin pistonları açılarak frenleme sağlanmış olur.

2- Vakum Yardımlı Hidrolik Frenler: Vakum yardımlı güç freni ise aracın motorunda meydana gelen emme manifoldu vakumu yardımıyla frenleme anında sürücünün ayak kuvvetine ek olarak ilave bir kuvvet oluşturur ve daha kuvvetli bir frenleme sağlar. Bir örnek verecek olursam eğer yokuş aşağı gitme sırasında aracı boşa alma ya da motor kontağını kapatma durumlarında emme manifoldundan gelen vakum etkisi gelmeyeceği için frenlerde şişme ve kullanılamama durumu ortaya çıkmaktadır bu yanlış kullanımı kesinlikle yapmamak gerekir. Fren pedalına basıldığında vakum kontrol subapı pistonun merkez silindiri tarafında vakumun etki etmesini sağlar ve böylece pistonun bir yanında atmosferik basınç, diğer yanında ise vakumun etkisi oluşur. Vakum ünitesinin pistonu fren merkez silindirinin pistonuna bağlı olduğu için onu da hareket ettirmesi ile fren merkez silindirinin içinde bir basınç meydana gelir. Bu basınç ise frenlemeyi sağlayarak aracın durmasını sağlar. Vakum ünitesine ise hidrovak (Westinghouse) denmektedir.

3- Hava Yardımlı Hidrolik Frenler: Bu fren sistemimizde ise merkez pompasında oluşturulan hidrolik basınca ek olarak basınçlı havadan faydalanılmaktadır. Motordan hareket alan kompresör vasıtası ile basınçlı hava üretilir ve hava tanklarında depolanır. Fren pedalına basıldığı anda ise hava tanklarında bulunan basınçlı hava, frene uygulanan basma kuvveti ile orantılı olarak kullanılır. Basınçlı hava, diyagram ünitesini etkileyerek merkez silindiri, pistonun itme çubuğunu daha büyük bir kuvvetle iterek frenleme kuvvetinin artmasını sağlar. Merkez pompasından itibaren, klasik hidrolik fren sistemi gibi çalışmaktadır.

FREN HİDROLİĞİ NEDİR NE İŞE YARAR ?

Hidrolik fren sistemlerinde kullanılan sıvının adına bizler fren hidroliği demekteyiz peki ne işe yarıyor bu fren hidroliği sıvısı diye sorarsanız, az önce hidrolik fren sistemlerinde Pascal prensibinden yararlanıldığından bahsetmiştik burada sıvıların sıkıştırılamaması kanunu ile tekerlere iletilen fren gücünün oluşturulduğunu biliyoruz. Fren hidroliği ile balatalar kaliper vasıtası ile, disklere baskı yapar ve aracımız yavaşlar, fren hidroliği sıvısı zehirli ve aşındırıcı özelliklere sahiptir insan vücuduna teması kesinlikle önerilmez. Yüksek sıcaklığa dayanıklı olması istenen bu sıvıların ayrıca viskozite değerlerine de bakılır, DOT1, DOT2, DOT3, DOT4 gibi sınıflara ayrılır. Fren hidroliği yüksek ısılara dayanacak yapıda olmaktadır çünkü frenlemenin etkisi ile de fren sistemleri ısınmaktadır eğer çokça kullanılmış ve değiştirilmemiş fren hidrolik sıvılarında sıcaklığın etkisi ile kaynama boşlukları oluşabilir ve sıvıların sıkıştırılamaz ilkesine aykırı olarak sıvı içerisinde gaz boşlukları meydana gelir. Bunun gibi sebeplerden dolayı frenleme etkisi azalır ve fren sistemleri etkili bir şekilde çalışmaz. Fren hidroliğinin sıcaklık sınırı kullanıldıkça aşağı düşer ve eğer 170 C’nin altına düştüğü durumlarda ise direkt değiştirilmesi gerekir.

Fren hidrolik sıvısının araçta konulduğu yer ve hidrolik sıvısının şişesini gösteren görsel.

DİSKLİ FREN SİSTEMLERİNDE KULLANILAN PARÇALAR NELERDİR ?

Araçlar hareket halinde gider iken fren yaptıklarında hareket kanununa istinaden ağırlıkları ön tarafa doğru biner ve fren sistemlerinde ise yaygın olarak ön tekerlerde disk fren sistemi kullanılırken arka tekerleklerde ise kaymayı engellemek adına kampanalı fren sistemleri kullanılmaktadır. Son zamanlarda 4 tekerinde diskli fren sistemine geçiş olsa da yaygın olarak kullanım bu şekildedir. Diskli fren sistemlerini anlatacak olursam eğer sürücü araç hareket halinde iken fren pedalına bastığı zaman, merkez silindirden gelen basınçlı hidrolik sıvı kalipere geçerek silindirin içerisine dolmaktadır daha sonra pistonlara itme kuvveti uygulayarak pistonları açık hale getirir. Pistonlar fren pabuçları ve üzerindeki balataları diske doğru iter ve diski sıkıştırmaya çalışır. Böylece iki balata arasında sıkışan ve sürtünme durumuna maruz kalan disk yavaşlayarak frenleme işlemi sağlanmış olur. Gelin birlikte diskli fren sisteminde kullanılan temel parçaları tanımaya çalışalım.

1-Fren Diski: Fren diski tekerlek göbeğine cıvatalar yardımıyla bağlanmış olup teker ile birlikte aynı anda dönmektedir. Sürücünün fren pedalına basması ile balatalar tarafından sıkıştırılarak sürtünmenin etkisi ile tekerlerin yavaşlatılarak durması sağlanır. Fren disklerinin iki yüzeyi de iyi bir frenleme işlemi sağlanması için pürüzsüz bir şekilde işlenmiştir ayrıca sürtünmeden dolayı açığa çıkacak yüksek sıcaklıklara dayanıklı olacak ve aşınmayacak malzemelerden yapılmaktadır. İçi dolu fren diskleri ve içten havalandırmalı fren disklerinin kullanımı mevcut olup içten havalandırmalı fren disklerinde disk içinde bulunan delikler vasıtası ile aracın tekeri döndükçe oluşan hava etkisi ile soğutma işleminin kendi kendine gerçekleşmesi sağlanmaktadır. Günümüzde yaygın olarak kullanılan disk tiplerinden biridir. Aslında fren disklerinin farklı malzemelerden yapılması ile harika sonuçlar elde edilebilir örneğin lüks spor otomobillerde kullanılan özellikle Ferrari markasının tercih ettiği seramik alaşımlı diskler iyi sonuçlar ve iyi frenleme ortaya koymaktadır. Çok geç ısınıp, çabuk soğuyan yapıları ile spor otomobil üreticilerinin kullandığı disk malzemelerinden biridir. Malzeme biliminin gelişmesi ile birlikte farklı malzeme kombinasyonları ile gelecekte daha farklı disk yapılarını göreceğimiz ise kesindir diyebiliriz.

2-Fren Kaliperi: Fren kaliperinin ana görevi balataya yataklık etmek ve frenleme durumlarında balatayı tekerlek diskine yaklaştırıp uzaklaştırmaktır. Diske doğru ileri geri hareketi sonucu frenleme istendiği zaman balataları diske iterek, diskin balatalar tarafından sıkıştırılması ile frenlemenin sağlanmasını amaçlamaktadır. Sabit kaliper, yüzer kaliper ve full kontak kaliper olmak üzere üç çeşidi mevcuttur. Bazen özellikle spor arabalarda gördüğümüz tekerleğin içindeki kırmızı veya farklı renkte bulunan modifiye amaçlı boyanan parçanın adına kaliper denmektedir.

3-Fren Balatası: Fren kaliperi ve disk arasında bulunan balata, frenleme sistemlerinin en etkili ve önemli elemanlarından biridir. Araç hareket halinde iken kaliperlerin diski sıkıştırması ile disk yüzeyine baskı oluşturarak sürtünme sonucu aracın yavaşlamasını ve fren yapmasına olanak sağlar. Materyal olarak fren balataları metal, organik ve seramik olmak üzere 3 gruba ayrılmaktadırlar. Her bir balata tipinin kendine has karakteristik özellikleri olsa da günümüzde en yaygın olarak kullanılanı metal balatalar olduğunu söylemek mümkün. Daha düşük maliyet, sıcağa ve aşınmaya dayanıklı olması gibi özellikleri ile otomotiv piyasasında bolca bulunmaktadır. Fren balataları bir otomobil için çok önemli parçalardır ve belli periyotlarla sürücüler tarafından kontrolünün yapılması gerekmektedir. Balatanın renk durumu, aşınma ve kalınlığının azalma durumlarına göre değişiminin yapılması şarttır yoksa aksi taktirde aracımızın frenleri istediğimiz güvenlik düzeyinde tutmayacak ve frenleme sırasında gürültü yapacaktır.

Diskli fren sistemlerinde kullanılan parçaların ayrıştırılarak gösterildiği görsel.

KAMPANALI FREN SİSTEMLERİ NEDİR ?

Diskli frenlere göre tarihi daha eski olup sistem olarak bazı dezavantajlara sahiptir. En büyük problemi olan aşırı ısınma ve bu ısınmayı atacak alan bulamamasından dolayı otomotiv üreticilerin fiyat politikası ışığında genellikle arabaların arka tekerlerinde kullanılmakta olup kampana, fren tekerlek silindiri, iki adet pabuç, fren siper tablası ve balatalardan oluşmaktadır. Disk frenlere göre daha fazla sayıda parçadan oluşan bu fren sistemlerinde temel amaç ön taraftaki tekerlerin disk yardımı ile durdurulmasını sağlarken arkada bulunan tekerlerde ani kayma ya da savrulma gibi durumlar olmaması adına kampanalı fren sistemlerinin kullanılmasıdır. Kampanalı frenler, çalışma mantalitesi olarak disk frenlere göre daha karmaşıktır ve frenleme sırasında merkez noktasından dış noktaya doğru bir sıkıştırma işlemi yaparak, sürtünmeyi arttırmakta ve tekerlerin dönüş hızını azaltmaktadır. Böylece ön taraftaki disk fren sistemleri aracı durdurmaya yönelik işlem yaparken arkadaki kampanalar aracın savrulmasını engelleyecek şekilde frenleme yapar bu nedenle bu iki fren sistemi birbiriyle karşılaştırılmamalıdır. Diğer fren sistemleri gibi kampanalarda günlük araç kullanımında çokça kullanılmaktadır ve sürekli sürtünme gücüne maruz kalmaktadır bu nedenle kompakt bir yapıda olup uzun ömürlü kullanım sunacak şekilde tasarlanmıştır.

Kampanalı Fren Sisteminin Çalışması

  • Fren pedalına basıldığı zaman merkez silindirinde oluşan basınç, borular vasıtasıyla fren tekerlek silindirlerine iletilir.
  • Tekerlek silindirlerinin içerisine dolan basınç hidroliği pistonları dışa doğru iter.
  • Pistonlar aldıkları itme kuvvetini, itme çubukları vasıtası ile pabuçlara iletir.
  • Pabuçlar, kampanaya karşı açılarak balataları kampanaya yaslar ve oluşan sürtünmenin etkisi ile frenleme sağlanmış olur.
Kampanalı fren sisteminde kullanılan kampananın iç yapısını gösteren görsel.

Diskli Fren ve Kampanalı Frenlerin Karşılaştırılması

  • Diskli frenler, kampanalı frenlere göre daha çabuk soğur ve ısınmadan doğan sürtünme kayıplarına daha fazla karşı koyarak güvenli frenleme yapmayı sağlar.
  • Diskli frenlerin bakımı daha kolaydır ve araca daha az yük bindirirler.
  • Diskli frenler daha büyük kuvvette frenleme yaparlar.
  • Diskli frenlerde el freni mekanizmasını yerleştirmek daha zor ve daha fazla maliyetlidir.
  • Disk frenler kampanalı frenlerin ısınma problemine karşı geliştirilmiş bir fren çeşidi olarak otomotiv dünyasına adım atmıştırlar.
  • Kampanalar yol şartlarından dolayı içine su kaçtığı durumlarda arızalanabilmektedirler, disk frenlerde böyle bir durum söz konusu değildir.

FREN SERVOSU NEDİR ?

Fren servosu, hidrovak ya da bir diğer bilinen adıyla westinghouse sisteminin temel kullanım amacı frenin kuvvetini yaklaşık olarak 5 kat arttıran fren sistemleridir. Aynı zamanda fren pedalını yumuşatan bu sistemleri size şöyle anlatmak istiyorum, sürücü arabayı kullanırken frene aslında oldukça nazik bir şekilde basar fakat koca araba bu basma etkisi ile yavaşlar ya da tamamen durur işte burada bu basma kuvvetini arttıran bu parçaya bizler fren servosu demekteyiz. Ortalama bir sürücü fren pedalın 25 kg’lık bir kuvvet uyguladığını düşünürsek, fren servosu bu basma kuvvetini yaklaşık 125 kg’lık bir kuvvete dönüştürebilir ve fren kuvvetini 5 kat arttırır.

Fren servosunun yapısal şeklini ve bölgelerini gösteren görsel.

YARDIMCI ELEKTRONİK FREN SİSTEMLERİ NELERDİR ?

ABS(Anti-Lock Brake System) Nedir ?

Islak ve kaygan zeminlerde otomobillerin kayma durumları daha çok olmaktadır bu kayma durumunu engellemek için geliştirilen elektronik fren sistemine ABS denmektedir. Ani frenleme durumlarında tekerleklerin kitlenerek kayması durumuna karşılık frenleme elektronik olarak ara ara yapılarak aracın dengesinin kaybetmeden durması sağlanır. Kilitlemeyi önleyici sistemin ana görevi kuvvetli frenleme sırasında tekerleklerin kilitlenmesini engelleyerek aracın savrulmasını, sürücünün direksiyon hakimiyetini kaybetmesini önlemektir. Özellikle ıslak ve kaygan zeminlerde hayati önem taşıyan bu sistemler ABS kumanda ünitesi tarafından tekerlek hız sensörlerinden aldığı bilgileri değerlendirerek bloke olan tekerleğin hidrolik basıncını azaltmak ya da çoğaltmak işlemi ile frenleme esnasında tekerlerin kilitlenip bloke olmasını engeller. Sizde takdir edersiniz ki dört tekeri de kilitlenmiş bir araçta direksiyon işlevini kaybeder buna örnek olarak kış mevsiminde yaşanan buzlanmanın neden olduğu kazaları örnek verebiliriz işte ABS sistemi frenlerin kilitlenmesini engelleyerek aynı zamanda sürücüye manevra kabiliyetini kaybetmemesini de sağlar. Böylece sürücü önüne ani bir engel çıksa bile aracını savrulmadan yönlendirerek engelden etkilenmeden yoluna devam edebilir.

Üst görsel ABS sistemi olan bir araç ile alt görselde ABS sisteminin olmadığı bir aracın frenleme şemaları.

ABS Sisteminde Kullanılan Sensörler Nelerdir ?

Tekerlek Hız Sensörü: Tekerleklerin frenleme sırasında kilitlenmemesini engellemek ve en uygun ayarda frenleme yapılabilmesini sağlamak amacıyla her bir tekerde bulunan ve ABS ECU’süne tekerleklerin hız durumu hakkında bilgi veren sensördür. Endüktif tip hız sensörü, hall etkili tekerlek hız sensörleri, ön ve arka tekerlek hız sensörleri yine tekerleğin anlık hızını ölçen sensör tipleridir.

Fren Lambası Anahtar Sensörü: Bu sensörün görevi fren pedalına basıldığı bilgisini ECU’ye göndermektir.

Yavaşlama Hız Sensörü: Dört tekerden de aldığı yavaşlama verilerini ECU’ye ileterek, ECU tarafından tekerleklerin o anki durumuna en uygun frenleme yapılmasını sağlar.

ABS Sisteminin Avantajları Nelerdir ?

  • Islak ve kaygan zeminlerde durma özelliğini arttırması ile kazaları önler.
  • Frenlerin kilitlenmesini engelleyerek aracın kaymasını engellerken aynı zamanda durma mesafesini de azaltır.
  • Araç önüne çıkan ani engeller sırasında tekerleklere aralıklı olarak frenleme yapması ile sürücünün direksiyon hakimiyetini kaybetmemesini önler.
  • Acil frenleme gibi durumlarda tekerleklerin sürtünme kaynaklı hasar görmesini engeller.

Elektronik Denge Sistemi (ESP) Nedir ?

Öncelikle şunu belirtmekte fayda var elektronik denge sistemleri her ne kadar ESP adı yaygın kullanımda olsa da çoğu üretici firmaya göre bu sistemler VSC, VSD, ESC gibi kısaltma isimleri de kullanılır. ESP İngilizce açılımı olarak Electronic Stability Program yani Elektronik Denge Sistemi olarak Türkçeye çevrilir. ESP sistemi ABS ve ASR ile birlikte çalışır, amaç olarak aracın virajlarda veya yüksek hızlarda önüne bir engel çıktığında aracımızın savrulmasını engellemektir. Aracı düz konuma getirmek için sensörlerinden aldığı parametreler ile gerekli gördüğü tekerleklere frenleme işlemi uygular böylece aracın yanal eksenini dengede tutmayı ve savrulma gibi durumları ortadan kaldırmayı hedefler.

Viraj aldığı düşünülen bir aracın ESP olup ve ESP olmadığı zamanlardaki dönüş ve savrulma verileri.

ESP Sisteminde Kullanılan Sensörler Nelerdir ?

Savrulma Sensörü: Konum itibariyle aracın ağırlık merkezine yakın bir noktada bulunan bu sensörün görevi aracın düşey ekseni etrafında dönüşünü yani savrulma anı gibi durumlardaki yanal hareketi tespit ettiği zaman ECU’ye bilgi vererek savrulma gibi durumları engellemeyi hedefler.

Yavaşlama Sensörü: Yine aracın hareketini tespit etmek adına kullanılan bu sensör savrulma sensörü ile birlikte aracın ağırlık merkezine yakın, sürücü koltuğu alt noktalarında bulunur. Aracın dikey ve yanal yönlerde yavaşlama miktarını hesaplayarak ECU’ye bilgi vermek amacıyla kullanılır.

Direksiyon Açı Sensörü: Direksiyon simidi ve direksiyon mili arasında bulunan bu sensör sürücünün direksiyon manevralarını tespit etmekle yükümlüdür. ESP sistemi için önemli verileri aktaran sensörlerden biridir.

Tekerlek Hız Sensörü: ABS sistemindeki gibi yine tekerleklerin dönüş hızlarını tespit etmek adına kullanılır.

Gaz Kelebeği Konum Sensörü: Gaz kelebeğinin açılma miktarını hesaplayan ve ECU’ye bilgisini veren sensördür.

Fren Ana Merkez Basıncı Sensörü: Fren ana merkez pompasının basıncını belirler, fren sistemindeki güncel fren basınç değerlerini hesaplayarak ECU’ye gerekli parametreleri iletir.

ESP Sisteminin Avantajları Nedir ?

  • Aracın viraj ya da ani frenleme durumlarında savrulmasını engeller.
  • Günümüzde kazaları ciddi oranlarda engelleyerek güvenli sürüşün kapılarını açar.
  • Aracın yanal dengesini koruyarak savrulma gibi kazaları engeller.
  • ABS ve ASR ile koordineli çalışarak sürücülerin güvenliğini sağlar.

Patinaj Kontrol Sistemleri (ASR) Nedir ?

Temel çalışma mantığı olarak ABS sistemine benzerlik gösteren ASR patinaj kontrol sistemleri otomotiv sektöründe TRC, TC, TCS gibi kısaltma isimleri ile de anılmaktadır. Tam adı Almanca dilinde Anti Schlupf Regelung olup dilimizde Kayma Önleyici Düzenleme olarak çevrilebilmektedir. Sistemin temel amacı sürücüler yokuşlarda araçlarını daha rahat kontrol etsinler diye patinaj denen tekerin boşta dönmesi olayını engelleyen sürüş kalitesi ve güvenliği sağlayan sistemlerdir. Ben şahsen Bursa’da yaşıyorum ve burada birçok yokuş eğiminin yüksek olduğu semtler mevcut haliyle bu eğimi yüksek yerlerde sürücüler bazen yokuştan heyecandan ya da başka nedenlerden aracını kaldırmak istediğinde aniden gaza yüklenme durumları ortaya çıkıyor. Böylece tekerlekler aniden olduğundan daha hızlı dönme eğilimine girdiklerinden ötürü patinaj dediğimiz yani tekerin olduğu yerde kendi kendine dönme olayı vukuu buluyor işte tam bu esnada ASR sistemi devreye girerek tıpkı ABS sistemlerinde olduğu gibi bu patinaj yapan tekerleklere fren müdahalesinde bulunarak aracın kaymasını ve patinaj çekmesinin önüne geçiyor. Güvenli olduğu kadar konforlu sürüşte sağlayan bu sistemler artık günümüzde neredeyse tüm araçlarda mevcut konumdadır.

ASR sisteminin kullanımı ile teker patinaj durumunun ortadan kalktığı gösteren görsel.(TCS ismi ASR sisteminin bir diğer kullanılan adıdır.)

ASR Sisteminde Kullanılan Sensörler Nelerdir ?

Tekerlek Hız Sensörü: Tıpkı ABS sisteminde olduğu gibi aynı anlayışa hitap eden tekerleklerin hız durumunu anlık olarak ölçen ve ECU’ye ileten tekerlek hız sensörleri ASR sistemlerinde kullanılır.

Gaz Kelebek Konum Sensörü: Motor çıkış gücünü burada bulunan sensör vasıtasıyla hesaplanır. Gerekli durumlarda yokuşta ani gaza basma durumunu ortadan kaldırmak için motor çıkış gücüne müdahale edilebilir. Ana ve yardımcı kelebek sensörleri ile güvenli kalkış için tüm parametreleri eksiksiz ölçebilirler.

ASR Sisteminin Avantajları Nelerdir ?

  • Aracın yokuşlarda daha güvenli kalkış yapmasını sağlar.
  • Otomobilin lastikleri ile birlikte aks, debriyaj balatası, şanzıman gibi aksamlarının ömrünü uzatır.
  • Islak ve kaygan zeminlerde güvenli sürüş imkanı tanır.

Evet değerli okuyucular bir yazımızın daha sonuna geldik umarım buraya kadar severek takip etmişsinizdir umuyorum ki fren sistemleri hakkında biraz da olsa kafanızda bir şeyleri canlandırabilmişimdir. Gördüğünüz üzere fren sistemleri üzerine büyük çalışmalar yapılıyor ve hepsi sürücüler ve onların sevdiklerinin hayatını korumak amaçlı, umuyorum ki gelecek yıllarda da nice böyle elektronik fren sistemleri kullanılacak ve kaza oranları büyük ölçüde aşağı çekilecektir. Aslında bu kazaları aşağı çekme noktasında elbette fren sistemlerinin olduğu gibi otonom sürücülü araçlarında katkısı oldukça fazla olacaktır görüntü işleme teknikleri ile insanoğlunun yapabileceği hataları yapmayıp birde üstüne güçlü fren sistemlerinin desteğini de alarak kim bilir belki de trafik kazalarını insanların hayatından çıkaracak sistemler olacaklardır. Gördüğünüz gibi otomobillerin her noktası ile teknolojinin doruk seviyelerini görmek mümkün, hareket ettirmesi ayrı bir alanken, durdurması ise başka bir teknolojik alana giriyor. Umarım sizler yazımı beğenmişsinizdir ve yararlı bilgiler alabilmişsinizdir, çalışmanın gücüne inanıyorum araştırmayı hayat ilkelerimden biri haline getirdim ve umarım en kısa zamanda kendimi otomotiv sektörünün içine dahil olmuş bir mühendis olarak bulabilirim.

Hayatım boyunca hata üstüne hata, hata ve hata yaptım bu yüzden başardım.

Mıchael Jordan

Sağlıcakla.

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s

WordPress.com'da bir web sitesi veya blog oluşturun

Yukarı ↑

%d blogcu bunu beğendi: