2

Hasan Esen ZKÜ FEN BİL. ENST. MAKİNE EĞT.BL. ÖĞRENCİSİ 2000 0281 07 007

I.GİRİŞ

Motorlu araç frenleri alanındaki gelişme, taşıtları değişik sürüş koşullarında mümkün olan en iyi şekilde frenleyebilen verimli, emin fren tesisatlarına ulaştırmıştır.

I.1.NORMAL DURUMLARDA SÜRÜŞ

Aracın normal kullanım koşullarında kontrol, çevreden aldığı verileri aracın kontrol elemanlarına ileten sürücüdedir.

....Ve araç normal trafikte güvenli bir şekilde hareket ettirilebilir, frenlenebilir ve durdurulabilir.

I.2.KRİTİK (PANİK) DURUMLARDA SÜRÜŞ

Ancak..! kritik seyir şartlarında ( sürücünün panikli tepkisi, yolun ıslak veya kaygan olması, diğer trafik katılımcılarının hataları, önceden tahmin edilemeyen engeller v.b.) araç sürücünün kontrolünden çıkmaktadır.

...ÖN TEKERLEKLERİN KİTLENMESİ

Şekil b: Ön tekerleklerin kayması Ön tekerleğin kilitlenmesi veya patinaj yapması direksiyon hakimiyetinin kaybolmasına neden olur.

...ARKA TEKERLEKLERİN KİLİTLENMESİ

Şekil 1.b: Arka tekerleğin kayması Arka tekerleğin kilitlenmesi veya patinaj yapması aracın sürüklenmesine veya savrulmasıyla sonuçlanabilir.

I.3. ABS VE ASR’ YE OLAN İHTİYAÇ

Kritik (panik) sürüşlerde ABS ve ASR devreye girer.

ABS; zor frenleme hareketlerinin üstesinden gelmek açısından, ASR ise; ilk hareket ve kapışta (özellikle rampa çıkarken kaygan yol durumunda) veya virajlarda tahrik tekerlekleri patinaj yaptığında, fiziksel sınırlar dahilinde olmak üzere sürücü üzerindeki baskıyı alarak,aracın sağlamlığını ve direksiyon hakimiyetini sağlar.

II. LASTİK DİNAMİĞİ II.1.HAREKET HALİNDEKİ ARACA ETKİ EDEN KUVVETLER - Tahrik kuvveti - Ağırlık kuvveti - Lastik (Yuvarlanma direnci) kuvveti - Hava (Direnci) kuvveti - Yokuş (Direnci) kuvveti - İvme (Direnci) kuvveti

II.2. HAREKET HALİNDEKİ ARACA ETKİ EDEN BİLEŞKE KUVVETLER

HAREKET YADA HAREKET DEĞİŞİKLİĞİ YALNIZCA LASTİK KUVVETİ İLE SAĞLANIR.

.

F N

- Aracın ağırlığının oluşturduğu FN kuvveti

.

Direksiyon etkisi sonucu oluşan Fs yan kuvveti

.Tahrik sonucu oluşan Fv çevre kuvveti

F s F v Şekil 2: Lastiğe Etki eden Kuvvetler

II.3. SÜRTÜNME (TUTUNMA) KUVVETİ VE TAHRİK KUVVETİ

FN Fv = (Me.İo/rw). η t

FR =FN. µ B

Yol durumu Fren kuvveti katsayısı Kuru yol

0,8.........1

Islak yol

0,2.......0,65

Buzlu

0,05.....0,1

yol

F FB

FRENLEMEDE

N

FvB > FR FR

ise kayma

FvB >> FR

kilitlenme

FR

F N

Fv

TAHRİKTE FvT > FR FvT >> FR

ise kayma patinaj

Örneğin: Ağırlığı 9450 N olan bir aracın buzlu ve yoldaki tutunma kuvveti (µB=0,07 buzda, µB=0,9 kuru yolda ve aks dağılımı eşit ise) Normal güvenli kayma sınırı % 20 kabul edilirse FR = (9450/4) . 0,07 = 165,38 N

buzlu yolda tutunma kuvveti

λ = (Fv - FR ) / Fv Fv = FR / (1 - λ) = 165,38 / 0,8 =204,23 N FR = (9450/4) . 0,9 = 2126,25 N

kuru yolda tutunma kuvveti

λ = (Fv - FR ) / Fv Fv = FR / (1 - λ) = 2126,25 / 0,8 =2657,81 N

Burada, buzlu bir yolda fren veya gaz pedalına neden daha az basılması anlaşılabilir.

II.4. KAYMA

Vw

Vw

Vw

Vv

Vv

Şekil 3.a: Serbest dönen tekerlek

Şekil 3.b: Frenlenen tekerlek

(Vw = Vv)

(Vw < Vv ... kilitlenme)

Vv

Şekil 3.c: Kapıştaki tekerlek

(Vw >Vv....Patinaj)

ABS ve ASR de lastiğin kayma miktarı tekerleğin devir sayısı ve araç hızının karşılaştırılması sonucu tespit edilir.

II.5. ABS’DE KONTROL TEKNİKLERİ

1. Bağımsız kontrol tekniği 2. Select-low(düşük duyarlı) Kontrol tekniği 3. Select-high(yüksek duyarlı) Kontrol tekniği

III. ABS (ANTI-LOCK BREAKING SYSTEM)

ABS bir veya birden fazla tekerleğin kilitlenme eğilimini önceden fark ederek anında fren basıncının sabit tutulmasını veya azaltılmasını sağlar. Araç direksiyonu takip eder, yönünü muhafaza eder ve optimal şekilde frenlenir. Böylece ABS, zor frenleme hareketlerinin üstesinden gelmek açısından sürücüye destek olarak trafik emniyeti açısından önemli bir katkı sağlar.

III.1. ABS’DEN BEKLENTİLER - Tüm yol yüzey durumlarında direksiyon hakimiyetini sağlamalıdır, - Tekerleklerin frenlenebilirliğini optimal şekilde kullanmalı, - - Yaya hızına kadar inen araç hızında da çalışmalıdır, - - Fren regilasyonu yolun tutunma durumundaki değişmelere hızla adapte olmalıdır, - Asimetrik yolda oluşan savrulma momentlerini, direksiyonun kolay hareketi ile dengeleyebilecek şekilde yavaş yükselmelidir, - - Aqua – Planing ( Su ile kaplı yolda tekerleğin yüzmesi) durumunu tanımalıdır, - - Aracın değişik sürüş ( frenleme, vitesi boşa atma, vitese atma, v.b.) koşullarındaki motor etkilerine hızla uyum sağlamalıdır, - - Salınım oluşumu nedeni ile aracı sarsılmasını önlemelidir ve - ABS’nin devre dışı kalması durumunda bir gösterge ile sürücüğü uyarmalıdır.

III.2. ABS İŞLEM DEVRESİ

FREN BASINCI

FREN BASINCI KADEMELİ YÜKSELTİLİYOR

FREN ETKİSİ

FREN BASINCI TUTULUYOR FREN BASINCI DÜŞÜRÜLÜYOR

BLOKAJ

HAYIR

FRENLEME ABS’SİZ GERÇEKLEŞİYOR

EVET

ABS DEVREDE

III.3. ABS KONTROL ÇEVRİMİ

Vv Vw

B

aw

A1

Pbwc Mb A

C

D

E

A

III.4. ABS REGÜLASYONU

Kuru beton üzerinde radyal lastik Islak asfaltta diyagonal lastik Kar üzerinde radyal lastik Islak buz üzerinde radyal lastik

Şekil : Düz harekette frenlemedeki fren kaymasına bağlı fren kuvveti katsayısı

III.5. YAN KUVVET

1,2

Fren kuvvet katsayısı µ B 1

Yanal kuvvet katsayısıµS 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

20

40

60

80

%

Şekil : Fren kaymasına ve eğik α= 40 hareket açısına bağlı fren kuvveti ve yan kuvvet katsayıları

III.6. ABS’NİN ÇALIŞMASI

Fren pedalı ile fren basıncı oluşturma aşaması ABS Fren Sisteminin Parçaları (BOSCH marka) 1 Ana silindir

5 Elektronik kontrol ünitesi

2 Selenoid valf

6 Dönüş pompası

3 Fren balatası

7 Toplayıcı

4 Hız sensörü

8 Toplayıcı

....ABS’NİN ÇALIŞMASI

Fren basıncını sabit tutma aşaması

......ABS’NİN ÇALIŞMASI

Fren basıncı azaltma aşaması

III.7. ABS’NİN AVANTAJLARI

- Fren sırasında yön istikrarı, - Fren sırasında direksiyon hakimiyeti, - Optimum Fren mesafesi, - Diğer avantajlar; * Lastiklerin ömrü uzatır, * Ani frende sürücü direksiyon hakimiyeti üzerinde tam yoğunlaşabilir,

III.8. ABS’NİN YETERSİZLİKLERİ

- Virajlara çok süratli girilmesinden kaynaklanan savrulma ve sürüklenmelerde normal fren sistemi gibi ABS’de etkili olamaz - Çok ıslak yolda (Aqua - planing) çok süratli gidilirse ABS etkisiz kalabilir.

IV. ASR (ANTI-SPIN REGULATION)

İlk hareket ve kapışta (özellikle rampa çıkışında kaygan yol durumunda) veya virajlarda tahrik tekerlekleri patinaj yaptığında çoğunlukla araç sürücüleri üzerinde ki baskı artar ve hatalı tepkiler vermesine yol açar.

Bu tür sorunları ASR çözmektedir. ABS ‘nin üzerine ilaveten bir gelişme olan ASR nin öncelikli görevi, sürücü üzerindeki fazla yükü almak ve fiziksel sınırlar dahilinde olmak üzere kapış sırasında aracın istikrarını ve direksiyon hakimiyetini sağlamaktır. ASR bu amaçla ihtiyaç olması durumunda motor devir momentini zamanında yol üzerine aktarabilen ilgili tahrik momentine adapte eder.

ASR ile ABS ‘nin kombinasyonu güvenliği arttırır ve bileşkelerin yararlı bir şekilde ortak kullanımına olanak verir.

IV.1. ASR MODELLERİ 1 MOTOR VE FREN MÜDAHALELİ ASR (MSR) Kaygan yol üzerinde vites düşürülmesi veya gazın ani olarak kesilmesi sonucu elektronik kontrol ünitesi tarafından hem gaz kelebeğine hem de fren basıncına müdahale edilir.

2 MOTOR MÜDAHALELİ ASR ASR sürücünün verdiği gaza bağlı kalmadan gaz kelebeği veya gaz pedalı ile dizel püskürtme pompasının avans kolu arsında normalde bulunan mekanik bağlantı yerine,elektronik motor gücü kontrolü EMS ile motorun çalışmasına müdahale edilir.

UNUTMAYIN !

ARAÇ SÜRERKEN FİZİK KURALLARININ DIŞINA ÇIKTIĞINIZDA TEKNOLOJİ SİZE YARIM ETMEZ...