Upload
others
View
19
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
FRENLER-GENEL
Frenler, güvenli sürüş için taşıtlarda
bulunan en önemli aktif emniyet
donanımıdır. Hareket halindeki taşıtı
yavaşlatmak, durdurmak, taşıtın
hızını kontrol altında tutmak ve
duran taşıtı yerinde sabit tutmak
amacıyla kullanılır.
Taşıtlarda tekerlek freni olarak
sürtünmeli frenler kullanılmaktadır.
Genel olarak doğrudan doğruya
tekerleğe bağlı olan bu frenler iki
ana fonksiyonu yerine getirirler.▪ Fren momentinin oluşturulması,
▪ Enerji değişiminin gerçekleştirilmesi
(kinetik veya potansiyel enerjinin ısı
enerjisine dönüştürülmesi) ve oluşan
ısının atılması [1].
FRENLER-GENEL
Taşıt Konstrüksiyonu A. G. Göktan 2001/2002
Ana fren (servis freni): Ana fren, sürücüye aracın hareketine kumanda edebilmesi ve
onu emniyetli, çabuk ve etkin şekilde durdurmasına olanak vermelidir. Etkisi
kademelendirilebilir olmalıdır. Sürücü, frenlemeyi oturduğu yerden ve ellerini
direksiyondan ayırmadan sağlayabilmelidir.
Yardımcı fren (İmdat freni): Yardımcı fren, ana fren devre dışı kaldığında, aracı
uygun bir uzaklıkta durdurabilmelidir. Etkisi kademelendirilebilir olmalıdır. Sürücü frene
oturduğu yerden ve en az tek elle direksiyon kumandasını koruyarak erişebilmelidir.
Bu frenin, ana frenin en çok bir yerinde arıza olması halinde, aracı durdurmaya
yardımcı olabileceği kabul edilmiştir.
Park freni (Tespit freni): Park freni, sürücü olmaksızın da, aracı yokuş ve inişlerde
hareketsiz tutabilmelidir. Sürücü, römorklar hariç, bu frene oturduğu yerden kumanda
edebilmelidir. Park freni, etkisi kademelendirilebiliyorsa, yardımcı fren olarak da
sayılabilir.
Egzoz freni: Egzoz çıkışını engelleyerek, aracın hızını motordan yararlanarak
kesmeyi sağlayan frenlemedir.
Yavaşlatıcılar: Motor freni ve tekerleklerdeki sürtünme frenleri dışında, enerji yutarak
veya depolayarak aracın hızını kesmekte kullanılan volan, vites kutusu çıkışında
kullanılan kasnak gibi düzenlerdir.
KİA
Hidrolik fren sisteminin tipik düzeniTipik fren sistemi; ön tarafta disk frenler ve freni her bir tekerlekten ana silindire bağlayanborular ve hortumlardan oluşan bir sisteme bağlanan arka tarafta ise disk veya kampanalıfrenlerden oluşur. Fren sistemiyle bağlanan diğer sistemlerde el frenleri, fren kuvvetiservoları ile bazı araçlarda Kilitleme Önleyici Fren Sistemi (ABS) veya Elektronik StabiliteProgramı (ESP) yer alır. Ayrıca belirli bazı modellerde ABS ve ESP Hidrolik ElektronikKontrol Ünitesi’nin (HECU) içerisinde Çekiş Kontrol Sistemi (TSC) bulunur.
Electronic/compressed-air braking system for two-axle tractor
1 Wheel-speed sensor, 2 Brake-pad wear sensor, 3 Control valve, 4 Front-wheel
cylinder, 5 Rear-wheel cylinder, 6 ECU, 7 Brake pedal, 8 Compressed-air cylinder,
9 Compressed-air supply to trailer, 10 Trailer control line, 11 Coupling-force sensor,
12 Steering-wheel position sensor, 13 Control for retarder and engine-braking
system, 14 Yaw-rate/lateral-acceleration sensor.
Automotive Handbook, Robert Bosch GmbH, 2002
FRENLER-GENELSürtünmeli frenler;
▪ kampanalı ve
▪ diskli olmak üzere
ikiye ayrılır.
Taşıt Frenleri, A.G.Göktan
FRENLER-GENELKampanalı frenler
Kampanalı frenlerde fren yüzeyi silindiriktir.
Çeşitli tipleri olmakla birlikte karayolu
taşıtlarının tekerlek frenlerinde içten
pabuçlu olanlar kullanılmaktadır. Bantlı
frenler genellikle otomatik vites
kutularında, dıştan pabuçlu frenler ise
raylı taşıtlarda bulunmaktadır.
Kampanalı bir frenin ana parçaları kampana,
pabuçlar, baskı düzeni ve taşıma düzenidir.
Kampana, işletme şartlarının gerektirdiği
mukavemet ve ısıl özellikleri sağlamak üzere
konstrükte edilir.
Taşıt Frenleri, A.G.Göktan
Kampanalı frenlerKampanalı frenlerde fren yüzeyi silindiriktir. Çeşitli tipleri olmakla birlikte karayolu
taşıtlarının tekerlek frenlerinde içten pabuçlu olanlar kullanılmaktadır. Bantlı frenler
genellikle otomatik vites kutularında, dıştan pabuçlu frenler ise raylı taşıtlarda
bulunmaktadır. Kampanalı bir frenin ana parçaları kampana, pabuçlar, baskı düzeni ve
taşıma düzenidir. Kampana, işletme şartlarının gerektirdiği mukavemet ve ısıl özellikleri
sağlamak üzere konstrükte edilen bir elemandır. Dış yüzeyinde çepeçevre uzanan
kanatcıklar mukavemeti arttırmak üzere kullanılırken, açık kenarda çepeçevre bir profil
istenmeyen ısıl genleşmeleri önlemektedir. Soğutma fonksiyonunu da gören bu
kanatçıklar bazı kampanalarda radyal doğrultuda birbirine paralel çok sayıda yapılarak
hava hareketleri arttırılmakta ve dolayısıyla soğutma daha iyi sağlanabilmektedir. / Taşıt
Frenleri, A.G.Göktan
Kampanalı Fren
Konstrüksiyonları
a) simpleks
b) dupleks
c) servo
d) duo dupleks
e) duo servo
Taşıt Konstrüksiyonu A.G.Göktan 2001/2002
KİA
Kampana frenlerde park freni bir kol yardımıyla basit bir
şekilde eklenirken tam bir mekanizma olan disk frenleri için bazı
durumlarda fren diskinin içerisinde tam bir mekanik kampana
fren grubuna ihtiyaç duyulabilir.
Kampana frenlerde fren tablası, fren pabuçları, fren kampanası,
tekerlek silindirleri ve dönüş yayları ile bazı durumlarda otomatik
veya kendinden ayarlı sistem vardır. Frene bastığınızda, basınç
altındaki fren hidroliği tekerlek silindirlerine gönderilir ve fren
pabuçlarını iterek kampananın işlenmiş yüzeyiyle temas etmesini
sağlar.
Basınç kaldırıldığında, dönüş yayları fren pabuçlarının ilk
konumlarına dönmelerini sağlar. Kampana frenlerin birçoğu
kendiliğinden çalışır. Kampanaya temas eden fren pabuçları
daha fazla kuvvet uygulanarak fren pabuçlarının kampanaya
sıkıştırılmasını sağlayan sıkıştırma işlemi vardır. Sıkıştırma
işlemi sonucunda ortaya çıkan fazla frenleme kuvveti fren
kampanalarının disk frenlerinden daha küçük bir piston
kullanmasını kullanılmasına izin verir.
KİA
Fren balataları aşındığında, fren pabuçlarının kampanaya ulaşması için daha
uzun bir mesafe kat etmesi gerekir. Mesafe belirli bir noktaya ulaştığında,
pabuçların ilk konumları kendinden ayarlanabilen mekanizma tarafından
otomatik olarak ayarladığından kampanaya daha yakındır.
Kampana frenlerin düzgün çalışması için fren pabuçlarının kampanaya temas
etmeyecek şekilde olması gerekir. Kampanadan çok uzaktaysa (örneğin fren
pabuçları aşınır), bu mesafeyi kat etmek için pistonda daha fazla fren
hidroliğine ihtiyaç duyulur ve frenlere basıldığında fren pedalı zemine daha
yakındır. Fren balatası aşındığında, pabuç ve kampana arasındaki boşluk
artar. Araç her durduğunda, pabuç kampanaya sıkıştırılır. Boşluk yeteri kadar
büyük olduğunda, ayarlama kolu ayar dişlisini bir diş ileri almak için yeteri
kadar döner. Ayar kolunun üzerinde cıvatada olduğu gibi dişliler olduğundan
döndüğünde aradaki boşluğu kapatmak için biraz gevşer. Fren pabuçları
aşınmaya devam ederse, ayar kolu tekrar ileri hareket eder ve pabuçların
kampanaya yakınlaşmasını sağlar. Kendinden ayarlanabilen sistemin
parçaları temiz olmalı ve frenlerin balataların kullanım ömrü süresince
ayarlarının yapılmış olduğundan emin olmak için serbestçe hareket etmelidir.
Kendiliğinden ayarlayıcılar çalışmazsa, sürücü frenler kavramadan önce fren
pedalına daha fazla basması gerektiğini fark eder.
KİA
Kampana frenlerde park freni bir kol yardımıyla
basit bir şekilde eklenirken tam bir mekanizma olan disk
frenleri için bazı durumlarda fren diskinin içerisinde tam
bir mekanik kampana fren grubuna ihtiyaç duyulabilir.
Kampana frenlerde fren tablası, fren pabuçları, fren
kampanası, tekerlek silindirleri ve dönüş yayları ile bazı
durumlarda otomatik veya kendinden ayarlı sistem vardır.
Frene bastığınızda, basınç altındaki fren hidroliği tekerlek
silindirlerine gönderilir ve fren pabuçlarını iterek
kampananın işlenmiş yüzeyiyle temas etmesini sağlar.
Basınç kaldırıldığında, dönüş yayları fren pabuçlarının ilk
konumlarına dönmelerini sağlar. Kampana frenlerin
birçoğu kendiliğinden çalışır. Kampanaya temas eden
fren pabuçları daha fazla kuvvet uygulanarak fren
pabuçlarının kampanaya sıkıştırılmasını sağlayan
sıkıştırma işlemi vardır. Sıkıştırma işlemi sonucunda
ortaya çıkan fazla frenleme kuvveti fren kampanalarının
disk frenlerinden daha küçük bir piston kullanmasını
kullanılmasına izin verir.
KİA
Fren balataları aşındığında, fren pabuçlarının kampanaya ulaşması için daha
uzun bir mesafe kat etmesi gerekir. Mesafe belirli bir noktaya ulaştığında,
pabuçların ilk konumları kendinden ayarlanabilen mekanizma tarafından
otomatik olarak ayarladığından kampanaya daha yakındır.
Kampana frenlerin düzgün çalışması için fren pabuçlarının kampanaya temas
etmeyecek şekilde olması gerekir. Kampanadan çok uzaktaysa (örneğin fren
pabuçları aşınır), bu mesafeyi kat etmek için pistonda daha fazla fren
hidroliğine ihtiyaç duyulur ve frenlere basıldığında fren pedalı zemine daha
yakındır. Fren balatası aşındığında, pabuç ve kampana arasındaki boşluk
artar. Araç her durduğunda, pabuç kampanaya sıkıştırılır. Boşluk yeteri kadar
büyük olduğunda, ayarlama kolu ayar dişlisini bir diş ileri almak için yeteri
kadar döner. Ayar kolunun üzerinde cıvatada olduğu gibi dişliler olduğundan
döndüğünde aradaki boşluğu kapatmak için biraz gevşer. Fren pabuçları
aşınmaya devam ederse, ayar kolu tekrar ileri hareket eder ve pabuçların
kampanaya yakınlaşmasını sağlar. Kendinden ayarlanabilen sistemin
parçaları temiz olmalı ve frenlerin balataların kullanım ömrü süresince
ayarlarının yapılmış olduğundan emin olmak için serbestçe hareket etmelidir.
Kendiliğinden ayarlayıcılar çalışmazsa, sürücü frenler kavramadan önce fren
pedalına daha fazla basması gerektiğini fark eder.
FRENLER-GENEL
KİA
Park freni sistemi üçüncü frenleme işlevini yerine getirir. Aracın rampadayken veya
sürücü olmadığında hareket etmesini önler. Güvenlik önlemleri göz önüne alındığında,
park freninde kontrol mekanizması ve tekerlek freni arasında örneğin bağlantı kolları
veya Bowden kablosu gibi mekanik bir bağlantının bulunması gerekmektedir. Park freni
genelde sürücü koltuğunun yanındaki bir kol veya bir pedal yardımıyla çalıştırılır. Bu fren
sistemi kademeli tepkime sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Sadece tek bir akstaki
tekerlekler üzerinde çalışır.
Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR
Makine Mühendisliği
FRENLER-GENEL
Otomatik boşluk ayar mekanizması
Pabuca bağlı olan dişli ayar
çubuğunun ucunda bulunan halkaya
fren tablasına bağlı olan bir pim
geçmektedir.
Balata aşınması nedeniyle balata
kampana arası boşluk ve dolayısıyla
frenleme sırasındaki pabuç hareketi
artar. Söz konusu pabuç hareketi
şekildeki s mesafesinden bir diş
adımı kadar daha fazla olduğunda
dişli ayar çubuğu yuvasından bir diş
kaymakta ve boşluk yine
başlangıçtaki değerine düşmektedir.
Taşıt Frenleri, Ali Göktan
Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR
Makine Mühendisliği
Günümüzdeki bütün sürtünmeli
frenlerde, balataların aşınmasından
kaynaklanan boşluklar otomatik
boşluk ayarlayıcısı ile giderilir. Bu
sayede balatanın diske her zaman çok
yakın durması sağlanır. Boşluğun
küçük olması fren pedalındaki
boşluğun da azalmasını ve gecikme
sürelerinin kısalmasını sağlar [1].
Brake clearances
a Due to elasticity. b Due to
wear. c Constructive. 1 Brake
shoe, 2 Diaphragm cylinder,
3 Automatic slack adjuster. Automotive Handbook, Robert Bosch GmbH, 2002
Diskli FrenlerDiskli frenler, tekerlekle eş eksenli
olarak monte edilmiş olan metal bir disk
ile tekerlekler birlikte dönmektedir.
Kaliper adı verilen ve tekerlek askı
kollarına bağlı olan bir parça, diski
genel olarak bir köşesinden
kavramaktadır. Kaliperin iç kısımlarında
diskin iki yüzeyine yaslanan balatalar
frenleme sırasında hidrolik basınç ile
diskleri her iki yönden eşit kuvvetle
sıkmaktadır. Balataların diski her iki
yandan eşit kuvvetle sıkıştırabilmesi
için ya diskin ya kaliperin ya da her
iki balatanın eksenel yönde hareketli
olması gerekmektedir.
Hareketlilik açısından konstrüktif
yapılara göre farklılıklar gösteren
diskli frenlerin üç değişik tipi
vardır. Taşıt tekniğinde diskli
frenlerin gelişmesi sabit kaliperli
tiple başlamıştır. Eksenel yönde
hareketsiz olarak monte edilmiş
olan kaliperin her iki yanında
karşılıklı duran fren
silindirlerindeki hidrolik basınçları
eşittir. Diskin eksenel yöndeki
balanssızlığı pistonların eksenel
serbestlik hareketleri iledengelenir.
Günümüzde kayar kaliperli
konstrüksiyon, kayma bölgelerinin
korozyon ve kirden iyi korunabiliyor
olması nedeniyle daha çok
kullanılmaktadır. Kayar kaliperli
konstrüksiyonun avantajları:
▪ Fren hidroliği ile dolu bir adet
hücre, seyir rüzgarıyla
soğutulabilmektedir. Bu sayede
ısınma ile ortaya çıkabilecek
hidrolik akışkanın buharlaşma
tehlikesinin önüne geçilmiştir.
▪ Fren, taşıtın daha dışına doğru
yerleştirilebildiğinde ön aksta
direksiyon pimi de daha dışa
doğru eğilebilmekte ve negatif
yuvarlanma yarıçapı eldeedilebilmektedir.
Kayar / Yüzer / Yüzücü
Reading Text:
Negative Steering-roll RadiusThe steering roll radius determines the extent to which the
steering system is affected by disturbance forces (brakes
pulling unevenly, driving forces under traction/overrun
conditions with front-wheel drive). Today, the goal is to
achieve a steering roll radius which is "zero" to "slightly
negative".
Önemli Not:
Sağ ve sol tekerleklerdeki sürtünme katsayısı farklılıkları fren
momentleri farklılıklarına neden olarak taşıtı döndürmeye
çalışan momentler ortaya çıkaracaktır. Özellikle ön
tekerleklerdeki farklar taşıtın fazla sapmasına yol
açmaktadır. Bu sapma miktarı frenleme oranı arttıkça
artmakta ve bu durum özellikle yüksek hızlarda tehlikeli
olmaktadır. Karşı tedbir olarak ön tekerlek yuvarlanma
dairesi yarıçapı negatif seçilmektedir.
A negative roll radius exists when the steering axis line is outside of thetire center line (in other words, the imaginary intersection of these two linesis above the road surface).Note: The term “Steering Roll Radius” is also known as Scrub Radius,Steering Offset or King Pin Offset.
İç Çevrim Katsayısı
Brake coefficient C*: Defines the
relationship between the total
circumferential force of a given brake and
the respective brake's application force.
C* = Fu / Fs
Fu Total circumferential force, Fs
Application force.
Application force Fs: In friction brakes,
the total force applied to a brake lining,
which causes the braking force by friction
effect.
The mean is employed when there are
variations in the application forces at the
individual brake shoes (i Number of brake
shoes).
Fs = ΣFsi / I
C*: İç çevrim oranı, İç aktarma
oranı, tanımlama değeri ya da
fren/leme/ katsayısı
Çevresel kuvvet (Fu): Çevresel
kuvvet FU, yol yüzeyinde etkilidir.
Sürücünün aracın hızlanması ve
yavaşlaması için gaz pedalına ve
frene basmasını sağlar.
Fren İyilik Derecesi (Frenleme Faktörü)
Braking factor z: Ratio between the total braking
force, Ff, and the static weight, Gs, on the axle or the
axles of the vehicle:
Fren iyilik derecesi: Negatif ivmenin yerçekimi
ivmesine oranına frenleme oranı z adı verilmektedir.
Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR
Makine MühendisliğiTaşıt Frenleri, Ali Göktan
Diske etkiyen kuvvet ve momentler
C* as an assessment criterion for brake performance, indicates the ratio of braking
force to actuating force. This value takes into account the influence of the internal
transmission ratio of the brake as well as the friction coefficient, which in turn is
mainly dependent on the parameters speed, brake pressure and temperature.
C* as a function of the coefficient of friction and initial road speed
1 Duo-servo drum brake, 2 Duo-duplex drum brake, 3 Simplex drum brake, 4 Disc
brake.
Automotive Handbook, Robert Bosch GmbH, 2002
In the case of the Simplex drum brake,
C* is the sum of the values for the
individual shoes, and is ≈ 2.0 (referred
to a coefficient of friction of μ = 0.38; it
always appears in the following C*
observations as the basis value). A
disadvantage of this design is the
considerable difference in the braking
effect between the two brake shoes,
and the resulting greatly increased wear
on the leading shoe as compared to the
trailing shoe.
Automotive Handbook, Robert Bosch
GmbH, 2002
Diskli frenler
Diskli frenler, tekerlekle eş eksenli olarak
monte edilmiş olan metal bir disk ile
tekerlekler birlikte dönmektedir. Kaliper adı
verilen ve tekerlek askı kollarına bağlı olan
bir parça, diski genel olarak bir köşesinden
kavramaktadır. Kaliperin iç kısımlarında
diskin iki yüzeyine yaslanan balatalar
frenleme sırasında hidrolik basınç ile
diskleri her iki yönden eşit kuvvetle
sıkmaktadır. Balataların diski her iki
yandan eşit kuvvetle sıkıştırabilmesi için ya
diskin ya kaliperin ya da her iki balatanın
eksenel yönde hareketli olması
gerekmektedir.
Hareketlilik açısından konstrüktif yapılara
göre farklılıklar gösteren diskli frenlerin üç
değişik tipi vardır. Taşıt tekniğinde diskli
frenlerin gelişmesi sabit kaliperli tiple
başlamıştır. Eksenel yönde hareketsiz
olarak monte edilmiş olan kaliperin her iki
yanında karşılıklı duran fren silindirlerindeki
hidrolik basınçları eşittir. Diskin eksenel
yöndeki balanssızlığı pistonların eksenelserbestlik hareketleri ile dengelenir.
AD, Doktora Tezi
Günümüzde kayar kaliperli konstrüksiyon,
kayma bölgelerinin korozyon ve kirden iyi
korunabiliyor olması nedeniyle daha çok
kullanılmaktadır. Kayar kaliperli konstrüksiyonun
avantajları:
▪ Fren hidroliği ile dolu bir adet hücre, seyir
rüzgarıyla soğutulabilmektedir. Bu sayede
ısınma ile ortaya çıkabilecek hidrolik
akışkanın buharlaşma tehlikesinin önüne
geçilmiştir.
▪ Fren, taşıtın daha dışına doğru
yerleştirilebildiğinde ön aksta direksiyon pimi
de daha dışa doğru eğilebilmekte ve negatifyuvarlanma yarıçapı elde edilebilmektedir.
Farklı İsimlendirmeler
▪ Kayar
▪ Yüzer
▪ Yüzücü
The steering roll radius determines the extent to which thesteering system is affected by disturbance forces (brakespulling unevenly, driving forces under traction/overrunconditions with front-wheel drive). Today, the goal is toachieve a steering roll radius which is "zero" to "slightlynegative".
negative steering-roll radius
Sabit Kaliper Kayar Kaliper
1. Balata, 2. Piston, 3. Disk, 4.
Kaliper, 5. Destek
KİA
Farklı İsimlendirmeler
▪ Kayar
▪ Yüzer ▪ Yüzücü
Brake factor C* as a
function of the coefficient
of friction and initial road
speed
1 Duo-servo drum brake,
2 Duo-duplex drum brake,
3 Simplex drum brake,
4 Disc brake.
Automotive Handbook, Robert Bosch GmbH,
2002
The high degree of adaptive
braking required at high
highway speeds is handled
better by disc brakes. The
brake discs are less
susceptible to cracking than
the drums of the drum brakes,
apart from which disc brakes
are less subject to fading. The
brake factor of the disc
brake is C* ≈ 0.76, referred to
the basis value of μ = 0.38.
Havalandırmalı disklere ait görünümler
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Havalandırmalı ve delikli disk
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Havalandırmalı ve kanallı disk
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Havalandırmalı ve delikli disk
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
İçten Havalandırmalı, Çapraz Delikli, Seramik Kompozit Fren Diski
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Havalandırma kanatçıklı kaliper
İçten havalandırmalı, çapraz delikli, kanallı
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Hava yoluyla fren sisteminin soğutulması
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Taşıt Frenleri, Ali Göktan
Disk frenlerle kampanalı frenlerin karşılaştırılması
Kampanalı frenlerin avantajları ele alınacak olursa: Kampanalı frenlerde baskı kuvveti disk frenlerdekine oranla daha düşüktür. Bu
kampanalı frenin elemanlarına dağılan tüm yüklerin daha küçük olduğunu
gösterir. O nedenle kampanalı frenler daha zayıf ve dolayısıyla daha ucuz
imal edilebilirler.
İç çevrim oranının büyük olmasından dolayı kampanalı frenlerde baskı
kuvveti ve buna bağlı olarak pedal kuvveti de daha düşük olduğundan
otomobillerde ek bir kuvvetlendirici düzeneğine gerek kalmamaktadır. Bu
da kampanalı frenlerin kullanıldığı bir sistemin daha ucuz olmasını
sağlamaktadır.
Balata basıncının düşük olması aşınmaları azaltmaktadır. Bu husus
özellikle yılda katedilen yol miktarı yüksek olan ağır taşıtlarda disk fren
kullanılmamasının ana nedenlerinden biridir. Aşınmanın fazla olması,
balataların sık sık değiştirilmesine yol açmakta, dolayısıyla, serviste geçen
yani çalışılmayan sürenin artmasına neden olmaktadır.
Bir fren diski kampanaya oranla daha hafiftir. Özellikle durmak üzere
yapılan frenlemede açığa çıkan ısının büyük bir kısmı depolanmaktadır.
Hafifliği nedeniyle disk fren ve balataları kampanalı frene oranla daha fazla
ısınmaktadır.
KİA
Fren hidroliğiNot: Fren hidroliği, sistemdeki
hortumlar aracılığıyla genelde tahliye
yoluyla nemi emer. Bu nedenle fren
hidroliği 1 yada 2 yılda bir
değiştirilmelidir.
Frenleme güvenliğinin sağlanması için
fren hidroliğini değiştirmek oldukça
önemlidir. Bu çalışma esnasında
sistemde sıkışan havanın dışarı
atılmasına (hava tahliyesine) dikkat
edilmelidir.
FRENLER-GENEL
KİA
Fren hidroliği belirli özelliklere sahip
özel bir yağdır. Soğuk havalarda
yoğunlaşmaya, sıcak havalarda
kaynamaya karşı dayanıklı şekilde
tasarlanmıştır (Fren hidroliği kaynarsa,
pedalının sünger gibi olmasına neden
olur ve aracın durması zorlaşır.). Fren
hidroliği Ulaştırma Bakanlığı (DOT)
tarafından belirlenen standartları
karşılamalıdır. Fren hidroliği haznesi
ana silindirin üst kısmındadır.
Günümüzde araçların çoğunda
saydam bir hazne bulunduğundan
kapağı açmadan sıvı seviyesi
görülebilmektedir. Fren balataları
aşındığında, fren hidroliği seviyesinde
hafif bir düşme olacaktır. Bu normaldir
ve ciddi bir durum söz konusu değildir.
Frenlerde IsınmaFren sistemi elemanlarının çok çabuk ısınmasını önlemek için ısı depolama
kapasitelerinin büyük olması gerekmektedir. Bu kapasite özgül ısı kapasitesi
ile fren ağırlığının çarpımı ile elde edilir. Bu durumda fren sisteminin büyük ve
özgül ısı kapasitesinin de yüksek olması uygundur. Ancak taşıt
konstrüksiyonu ile ilgili sınırlayıcı faktörler nedeniyle özellikle otomobillerde
fren sistemleri fazla büyük seçilememektedir. Böylece alüminyum alaşımları
kullanılarak bu malzemenin demire oranla üç katı daha yüksek olan ısı
kapasitelerinden yararlanılabilmektedir. Ayrıca ısı iletim katsayısı da büyük
olan alüminyumun kullanımında sıcaklık dağılımı daha dengeli olabilmektedir.
Ancak sürtünme elemanı olarak alüminyum fazla yumuşak olduğundan
sürtünme yüzeyinin kaplanması yoluna gidilmelidir. Fren sistemlerinde,
frenleme esnasında oluşan ısının mümkün olduğunca hızlı bir şekilde
sistemden uzaklaştırılması gerekmektedir. Böylece frenleme sırasında
sistemin sıcaklığının hızlı artması önlendiği gibi frenleme işlemi
tamamlandığında sistemde hızlı bir soğuma sağlanmış olur. Bu nedenle fren
sistemlerinin yerleştirildiği bölgenin kapalı olmaması gerekir. Isı transferinin
artırılabilmesi için fren sistemleri seyir rüzgârına maruz kalacak şekilde
yerleştirilmelidirler. Ayrıca ısı transfer yüzey alanının arttırılması ısının
sistemden hızlı bir şekilde uzaklaştırılmasını sağlar. Bu amaçla diske ve
kaliper sistemine soğutma kanalları ve kanatçıkları uygulanmaktadır.
Frenleme esnasında disk ve balata
arayüzünde oluşan yüksek sıcaklıklar;
frenlerin zayıflamasına,
erken aşınmalara,
fren sıvısının buharlaşmasına,
yatak arızalarına,
termik çatlaklara,
termik olarak uyarılmış titreşimlere ve
gürültüye sebep olmaktadır [3].
Okuma Metni:
Fren zayıflaması, sürtünmeli fren sistemine sahip olan bütün taşıtlarda sıcaklığa bağlı olarak
meydana gelen bir olaydır. Frenleme esnasında oluşan yüksek sıcaklık; fren zayıflamasına,
erken aşınmalara, fren sıvısının buharlaşmasına, yatak arızalarına, termik çatlaklara ve
titreşimlere sebep olmaktadır [3]. Fren zayıflaması; balata zayıflaması, fren sıvısının
kaynaması ve green fade (balatanın gazlaşması) olarak üç grupta incelenebilir [4]. Buda yük
zayıflaması, hız zayıflaması ve sıcaklık zayıflaması olarak üç mekanizma olarak karşımıza
çıkmaktadır [5]. Sıcaklık ve sürtünen yüzeylerdeki rölatif hızdaki değişim sürtünme katsayısını
etkilemektedir. Artan sıcaklık ve kayma hızı ile sürtünme katsayısı düşerek frenleme
zayıflamasına neden olmaktadır. Ancak, yapılan çalışmalarda ve endüstride farklı fren
zayıflaması yaklaşımları da bulunmaktadır. Genel de ise; fren zayıflaması mekanik ve sıcaklık
zayıflaması olarak bilinmektedir. Fren zayıflamasının nedeni olarak frenleme esnasında
sürtünme katsayısındaki [µ] değişim ve kampanadaki genleşmedir.
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Sıcaklık zayıflaması: Sıcaklık zayıflaması, balata
zayıflaması, green fade ve fren sıvısının kaynaması olarak üç
bölümde incelenmektedir.
Balata zayıflaması: Balataların, en yüksek sürtünme
katsayısını verebilecekleri optimal bir çalışma sıcaklığının
olması gereklidir. Sert veya ani frenlemelerde sıcaklık
maksimum sürtünme noktasındaki sıcaklığın üzerine çıkarak
ve sürtünme katsayısını düşürmektedir. Sürtünme
katsayısındaki bu düşme mekanizması değişebilmektedir.
Belirli bir sıcaklıkta, balatanın belirli bileşenleri eriyebilmekte
ya da bir yağlayıcı etkisi göstererek, balatanın klasik
camlaşmış balataya dönüşmesine neden olmaktadır. Çok
yüksek sıcaklıklarda sürtünme bileşenleri buharlaşmaya
başlayarak ve balata ile sürtünme çifti arasında bir yağlayıcı
film oluşarak sürtünmelerini engellemektedir. Bu durumda
balatalar sertleşmekte ve durma mesafesi uzamaktadır.
Balataya dayalı fren zayıflaması hem kampanalı hem de diskli
frenlerde meydana gelebilen bir durumdur.
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Fren yüzeyinin gazlaşması (Green fade): Yeni tip fren balatalarında meydana
gelen bir fren zayıflamasıdır. Fren balataları genellikle fenolik reçineli bir
bağlayıcı ile birlikte farklı tiplerde ve ısıya dayanıklı malzemelerden yapılır. Bunlar
yüksek bir ısı direncine sahip olan termoset plastik reçinelerdir. Yeni fren
balatalarındaki bu reçineler; ilk birkaç sert frenlemeden sonra ısı döngüsü
etkisiyle gazlaşmakta ve sertleşmektedirler. Bu durumda balata-disk arayüzünde
gaz tabakası oluşmaktadır. Birçok insan yeni balataların mükemmel olduğunu
düşünebilir fakat green fade ortamını oluşturduğundan çok tehlikelidir. Green
fade frenlemenin erken aşamalarında vuku bulduğundan ve geç fark edilebilecek
bir olay olmasından dolayı tehlikeli bir durumdur. Green fade, balataların
tabakalaşmasıyla veya reçinelerin pişirilmesi ve kontrollü olarak balataların
alıştırılması ile önlenebilecek bir durumdur.
Fren sıvısına bağlı fren zayıflaması: Fren sıvısına bağlı olarak fren zayıflaması,
fren sıvısının kaynaması sonucunda oluşmaktadır. Bu durum fren sisteminde
hava kabarcıklarının oluşmasına neden olduğundan, pedalın yumuşamasına
sebep olabilmektedir [6]. Bu durumun önüne geçmek için; kaliperin, diskin ve
balatanın boyutunu büyütmek gerekmektedir. Kütle artışı ile daha fazla termik
enerjinin depolanmasına sebep olmaktadır. Bu seçenek pahalı ve konstrüktif
sınırlamaları da beraberinde getiren bir seçenektir [7]. Ayrıca balatalardan fren
sıvısına geçen ısı transferinin azaltılması da düşünülebilecek yöntemlerden
biridir.
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Fren sisteminde yüksek sıcaklıklarda
Termik genleşme artar
Kızgın nokta/bant oluşur
Fren zayıflaması (’nün düşmesi)
Fren sıvısının buharlaşması
Aşınma
Renk değişimi
Martenzit & sementit oluşumu
Çatlaklar ve termik titreşimler
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Metalürjik yapı: Uygun bir frenleme için frenleme sisteminin; yüksek ve kararlı
sürtünme katsayısına, iyi bir termik kapasiteye, aşınma direncine, malzemenin
mekanik direncine, optimum ağırlığa ve çevresel malzemelerin kullanılması gibi
kriterlere sahip olmalıdır [15]. İnce grafit tabakalı dökme demir, termik yorulma
dayanımından, ses oluşturmamasından, titreşimsiz karakteristiklerinden ve
aşınma dirençlerinden dolayı disklerin yapımında kullanılan bir malzemedir.
Hafif ve ağır ticari taşıtlarda yüksek termik iletkenliğe sahip olan yüksek
karbonlu ve grafit tabakalı dökme demir disklerdeki termik yükü azalttığı için
yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu taşıtların diskleri binek otomobillerin
disklerinden daha fazla termik gerilmelere maruz kaldığından termik yorulma
dayanımı da yüksek olmak zorundadır [16].
Disk metalürjisi: Disk malzemesi olarak; ince grafit tabakalı dökme demir,
yüksek karbonlu grafit tabakalı dökme demir, alüminyum metal matriks
kompozit (Al-MMK), dökme çelik, karbon-karbon kompozit, genel olarak %20
SiC-Alüminyum metal matriks kompozitle güçlendirilmiş, karma (mixed) yapı ve
seramikler kullanılmaktadır.
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
İnce grafit tabakalı dökme demir: İnce grafit tabakalı dökme demir termik
yorulma dayanımındaki kapsayıcı mükemmelliğinden, ses oluşturmamasından,
titreşimsiz karakteristiklerinden ve aşınma dirençlerinden dolayı disklerin
yapımında kullanılmaktadır. Dökme demir diskler; gri dökme (GI250), yüksek
karbonlu gri dökme demir (GIHC), titanyum alaşımlı dökme demir (GI250Ti) ve
kompakt grafitli demir (CGI) olarak sınıflandırılmaktadır.
Yüksek karbon grafit tabakalı dökme demir: Hafif ticari taşıtlarda, termik
yükün azaltılması için yüksek termik iletkenliğe sahip yüksek karbonlu ve grafit
tabakalı dökme demir diskler yaygın olarak kullanılmaktadır.
Dökme çelik: Hafif ve ağır ticari taşıtların diskleri, binek otomobillerin
disklerinden daha fazla termik gerilimlere maruz kaldığından termik yorulma
dayanımı da yüksek olmak zorundadır. Bu nedenle bazı ticari taşıtların fren
diskleri dökme çelikten yapılmasına rağmen bu taşıtlarda Ni (nikel), Mo
(molibden) ve Cr (krom) katkılı olarak imal edilen ince grafit tabakalı dökme
demir diskleri de yaygın olarak kullanılmaktadır.
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Alüminyum metal matriks kompozit: Alüminyum metal matriks kompozit (Al-MMK), kimyasal
özelliklerini SiC ve Al2O3 miktarına göre değişmektedir. Maliyetleri gri dökme demirin yaklaşık 2-3
katıdır. Günümüzde diskli frenler, otomobil ve tren gibi taşıtları durdurulması için kullanılan en
yaygın fren konstrüksiyonudur [17]. Otomobillerde ağırlığı azaltma yönündeki çalışmalarda, hedef
alınan parçalardan biri de fren sistemleridir. Fren sistemleri halen oldukça ağır malzemelerden
imal edilmektedir. Otomobillerde fren diski malzemesi olarak genellikle gri dökme demir
kullanılmaktadır. Son yıllarda otomotiv üreticileri, binek otomobiller için daha hafif ve daha üstün
özelliklere sahip olan Al-MMK fren diski ve kampanaları üretmeye başlamışlardır. Al-MMK’ler,
dökme demire göre oldukça hafif olmaları (%45-%61 [18,19,20]), yüksek ısıl iletkenlikleri, spesifik
ısıları ve dökme demire göre oldukça üstün olan mekanik özellikleri ve aşınma dirençleriyle, fren
sistemlerinde disk malzemesi olarak cazip hale gelmektedir [21,22,23]. Fakat Al-MMK
malzemelerin fren sistemlerinde yaygın bir şekilde kullanımının önünde bazı engeller
bulunmaktadır. Bu malzemenin üretiminde karşılaşılan en önemli problem matris malzeme ile
takviye malzemesi arasındaki “ıslatma” sorununa etkili bir çözüm getirilemiş olmasıdır. Diğer bir
engel ise maliyet sorunu olarak gösterilmektedir [19, 24]. Ancak, Al-MMK’lerin, fren diski olarak
yaygın bir şekilde kullanılabilirliğinin önüne maliyet engelini koyan araştırmacılara karsı görüşte
bulunan araştırmacılar da bulunmaktadır. Al-MMK konusunda araştırmalar yapan Warren ve
arkadaşlarının; Varuzan Kevorkijan’ın, Al-MMK’lerin, fren diskleri için dökme demir muadilleriyle
maliyet yönünden rekabet edebilir olmadığı yönündeki ifadeleri kullandığı makalesine [19], aynı
dergiye gönderdiği cevap yazısında [20] bunun aksi görüşleri ileri sürmektedir. Hunt ve Herling,
ABD Enerji Bakanlığı’nın ‘Freedom-CAR’ programı çerçevesinde Pacific Northwest National
Laboratory’de yürütülen çalışmalar sonucunda, uygun özellikte Al-MMK fren diskini düşük
maliyetle üretebildiklerini belirtmektedir. Hunt ve Herling, bu konudaki çalışmalarına, direkt
sıkıştırma döküm yöntemi ile devam ettiklerini belirtmektedir. Maliyet konusunda bir ilave de Al-
B4C malzemeler için yapmak gerekebilir. B4C (bor karbür) tozlarının maliyetinin, SiC veya Al2O3
gibi takviye malzemelerine kıyasla daha yüksek olması sebebiyle B4C takviyeli Al-MMK’ler
üzerinde yapılan araştırmaların nispeten sınırlı kaldığı belirtilmektedir [25].
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Karma disk: Fren diskinin orta kısmı alüminyum alaşımından, frenleme yüzey
kısmı ise dökme demir olan disktir [26]. Sıcak bölgeden soğuk bölgeye ısı
transferini hızlandırmak için bu tür çalışmalarda yapılmaktadır.
Seramik fren diski: Yüksek performanslı spor ve yarış otomobillerinin güvenli
bir şekilde durdurulabilmesine son derece büyük önem veren otomobil
endüstrisi seramik fren disklerini kullanmaya başlanmışlardır. Fiber takviyeli
seramikten oluşan bu fren disklerinin gösterdikleri performans oldukça
yüksektir. Seramik fren diskli taşıtlar daha ani hızlanmalara sahip
olabilmektedirler. Bunun nedeniyse seramikten yapılan disklerin, normalde
kullanılan dökme demir disklerden yaklaşık %60 oranında daha hafif olmasıdır.
Aynı zamanda tekerleklere de daha az ağırlık binmesinden dolayı, sürücüye
verilen direksiyon hakimiyeti de artırılmış da olmaktadır. Bunun yanısıra sert
süspansiyon sisteminin de yol tutuşundan asla ödün vermeden daha yumuşak
ve konforlu hale gelmesi sağlanmaktadır. Seramik fren diski, alışılagelmiş
normal dökme demir fren disklerine oranla çok daha fazla avantaj
sağlamaktadır. Seramiğin 1400 dereceye kadar ısıya dayanması, sürekli frene
basıldığında frenin fazla "ısınıp şişmesi'' ve kaydırması gibi durumları ortadan
kaldırmaktadır. Seramik kullanımı, frenlerin soğukken de iyi performans
göstermesini sağlamaktadır. Seramik fren disklerinin en büyük avantajlarından
biride 300.000 km’ye kadar dayanıklı olması ve kimyasal yapısından ötürü de
paslanmamasıdır [27].
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Balatanın metalürjik yapısı: Fren balatası, frenlemede sürtünme boyunca
oluşan kinetik enerjiyi ısı enerjisine dönüştürmektedir [28]. Fren balatalarının
maruz kaldıkları aşırı sıcaklık sürekli veya uzun süreli olursa balatanın zarar
görmesine neden olabilmektedir [29, 30]. Fren balatasından; kararlı sürtünme
katsayısı, düşük aşınma oranı, düşük ses, titreşimsizlik ve ısıl deformasyona
direnci gibi birçok özellik aranmaktadır [31]. Balatalar; organik, yarı metalik ve
asbestsiz olmak üzere üç ana gruba ayrılmaktadır. Bu balataların
performansları ve kullanım alanları da farklıdır. Balatayı oluşturan bileşenler
bağlayıcı, elyaf, sürtünme ayarlayıcı, dolgu maddesi, yağlayıcı, temizleyici
ve renklendiricilerdir [32].
Balatalar, %20-80 oranında mineral esaslı malzemelerden, %10-60 oranında
organik esaslı malzemelerden, %20-40 oranında bağlayıcı elemanlardan, %10-
20 oranında madeni esaslı malzemelerden ve renk verici oksitlerden
oluşturmaktadır [34]. Bağlayıcı malzeme olarak genellikle fenol formaldehit
reçine kullanılmaktadır. Fenolik reçinenin yüksek sıcaklıktaki kararlılığı da
alevlenmeye karşı mukavemetli olmasını sağlamaktadır [35].
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Balata Metalurjisi
Malzemeler ve Karakteristik
Özellikleri Cam
Ara
mid
Po
tass
ium
tit
anat
Kar
bo
n
Ser
amik
Bak
ır/P
rin
ç
Çel
ik
Asb
est
Taş
yü
nü
Sürtünme Katsayısı 2 2 2 3 2 2 2 2 2
Termik Kararlılık 3 3 2 1 2 2 2 2 2
Aşınma Oranı 2 2 2 2 2 2 1 3 3
Malzeme Dayanımı 2 2 3 2 3 2 1 2 4
Gürütü 3 2 3 2 3 2 3 3 3
Diske Vurma 3 2 3 2 4 2 3 2 3
Termik İletkenlik 2 2 2 4 1 4 4 2 2
İşleme Kolaylığı 3 3 2 3 3 2 2 2 3
Ekonomiklik 2 3 3 4 3 3 2 1 1
(1= Mükemmel, 2= İyi, 3= Orta, 4= Zayıf
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Loads
24%
Bonders
15%
Elastomers
20%
Metals
17%
Fibres
18%
Lubricant
4%
Abrasive
2%
Balatayı Oluşturan Bileşenler
A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08
Günümüzde kullanılan frenlerde μ = 0,3...0,4 arasında değerler almakta, balata
yüzey basınçları ise p = 600...800 N/cm2 (maksimum 1200 N/cm2) olmaktadır.
ÖRNEK
Tekerlek yükü Fz = 3000 N
Tekerlek ile yol arasındaki tutunma katsayısı μh = 1
çaplar oranı rB/r = 0,4
Fren yüzeyi sayısı z = 2
Balata ile disk arasındaki sürtünme katsayısı μ = 0,35
İzin verilen balata yüzey basıncı p = 800 N/cm2
ise B = Fz.μh bağıntısından maksimum taşınabilir fren kuvveti
B = 3000 N ;
M = B r ve M = UB rB bağıntılarından çevresel kuvvet UB = 7500 N,
bunun için gerekli baskı kuvveti
UB = μ z SB bağıntısı ile SB = 10 700 N bulunur.
p = SB/AB bağıntısından balata yüzey alanı AB = 13.4 cm2 olup
37 x 37 mm2 boyutlarında bir balata kullanılabilir.
Bu durumda piston alanı AP = 8,23 cm2 (→ dp = 32.4 mm) ise
SB = ph AP bağıntısı kullanılarak maksimum hidrolik basıncı için
ph = 1300 N/cm2 bulunur.
Taşıt Konstrüksiyonu, A.G.Göktan 2001/2002
Frenlemenin seyri
tr: reaksiyon süresi
(0.3 - 1.7 s )
tb: tahrik yükselme süresi
(0.03 - 0.8 s ).
ta: cevap süresi
(0.04 s )
ts: sistem yükselme süresi
tv: tam frenleme süresi
v0: başlangıç hızı
Taşıt Konstrüksiyonu, A.G.Göktan 2001/2002
Frenleme mesafesi; taşıtın hızına, yüküne, yol ve lastik durumuna, frenlerin
durumuna ve fren zayıflamasına bağlıdır.
Hareket eden bir taşıtın frenlenmesi süresince taşıtın kinetik ve potansiyel
enerjileri frenlerdeki sürtünmelerden dolayı termal enerjiye çevrilir. 1 hızından 2
hızına yavaşlayan bir taşıt için frenleme enerjisi Ef;
Ef = (1/2).m.(12-2
2) + (1/2).I.(12 - 2
2) [Nm]
şeklindedir. Burada;I : Dönen parçaların kütle atalet momenti, [kgm2]
m : Taşıtın kütlesi, [kg]
1 : Taşıtın ilk hızı, [m/s]
2 : Taşıtın son hızı, [m/s]
1 : Frenleme başlangıcında dönen parçaların açısal hızı, [1/s]
2 : Frenleme sonunda dönen parçaların açısal hızı, [1/s]
Eğer taşıt frenleme sonucunda duruyorsa 2 = 2 = 0 olacak ve denklem
aşağıdaki şekle dönüşecektir.
2 2
f 1 1E (1/2).m. (1/2).I. [Nm]
1 = 1/r1 olduğu hatırlanırsa;
şeklinde yazılabilir. Burada;
k : Dönen kütleler için düzeltme faktörü (k 1+ I/m.r2)
r : Dinamik lastik yarıçapı, m
Binek otomobilleri için k yüksek viteslerde 1,05 ile 1,15, düşük
viteslerde 1,3 ile 1,5 arasında bir değer olarak alınır. Kamyonlar
için yüksek viteslerde 1,03 ile 1,06, düşük viteslerde 1,25 ile 1,6
arasında bir değerdir [87].
2 2 2
f 1 1E (1/ 2).m.[1 I/(m.r )]. (1/ 2).m.k.
Sabit hızda sürekli frenleme için (yani
yokuş aşağı sabit hızla iniş) denklem (A.9)
da 1 = 2 olarak alınırsa;
şekline dönüşür. Burada;
g: Yerçekimi ivmesini, [m/s2]
h: Yüksekliği, [m]
ifade eder.
Eğer taşıt yavaşlayarak yokuş aşağı iniyorsa, disk ve balata ikilisi hem potansiyel
hem de kinetik enerjiyi ısı enerjisine dönüştürecektir [Şekil A1]. Bu durum için
enerjinin korunumu kanunu yazılacak olursa;
Şekil A1: Eğimli yolda kinetik ve potansiyel enerji [87]
2 2
f 1 2E m.g.h 1/ 2.k.m.( ) [Nm]
fE m.g.h [Nm]
Tekerleğe bir MT momenti etki ediyorsa, ivmesiz harekette tekerlek çevresel kuvveti
Fx = MT /r - FR
bulunur. MT / r oranına tekerlek çeki kuvveti denir.
Tekerlek çevre kuvveti = Tekerlek çeki kuvveti – Yuvarlanma direnci
Ancak burada bulunan çevre kuvveti sınırsız olmayıp, zeminle lastik tekerlek
arasındaki kuvvet bağlantısına bağlıdır.
μ ile kuvvet bağlantı katsayısını gösterirsek,
Taşıt Konstrüksiyonu, A.G.Göktan 2001/2002
Basic closed-loop control process
On initial braking, the brake pressure is
increased; the brake slip λ rises and at the
maximum point on the adhesion/slip curve, it
reaches the limit between the stable and
unstable ranges. From this point on, any further
increase in brake pressure or braking torque
does not cause any further increase in the
braking force FB. In the stable range, the brake
slip is largely deformation slip, it increasingly
tends towards skidding in the unstable range.Brake slip λ = (υF – υR)/υF · 100 % Wheel speed υR = r · ωBraking force FB = μHF · G Lateral forceFS = μS · G μHF Coefficient of friction,μS Lateral-force coefficient.
There is a more or less sharp drop in the
coefficient of friction μHF, depending upon the
shape of the slip curve. The resulting excess
torque causes the wheel to lock-up very quickly
(when braking without ABS); this is expressed as
a sharp increase in wheel deceleration
Adhesion/slip curve
The curve shape differs greatly as a
function of road surface and tire
condition.
Kuvvet bağlantı katsayısı ile kaymanın ilişkisi
Kuvvet bağlantı katsayısının en büyük değerine μh tutunma katsayısı, kaymanın 1
olduğu değerine ise μg kayma katsayısı denir.
Taşıt Konstrüksiyonu, A.G.Göktan 2001/2002