FREN SİSTEMLERİ

Türkiye ve dünyada meydana gelen trafik kazalarının yaklaşık olarak % 95’i sürücü
hatalarından kaynaklanmaktadır. Hemen hemen bu kazaların yarısı kadarı da
sürücünün sabit sürüş şartlarındaki davranış bozuklukları ve dikkatsizliklerinden
meydana gelmektedir. Sürücü hatalarının veya kazaya sebebiyet veren sürücü
davranışlarının azaltılması acil olarak yapılması gereken çalışmaların en önemlisidir.
Hem sürücü davranışındaki hatalar hem de taşıt tasarımındaki eksiklikler taşıt
çarpışmalarındaki ve trafik kazalarındaki ölüm risklerinin en önemli rolünü
üstlenmektedirler. Bu hataların ve eksikliklerin önüne geçmek için taşıt üreticileri
sürekli bir gelişme içine girmişlerdir. Sürücülerin, trafik kazalarından sakınması ve
daha az kazaya karışması için frenleme yardımcı sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır.
Taşıt üreticileri ve tasarımcıları güvenliğe giderek daha fazla önem vermektedirler.
Taşıtın aktif emniyeti ile ilgili en önemli unsur frenleme sistemleridir. Taşıtlardaki
frenleme sistemleri sürücülere sürüş anında doğabilecek herhangi bir tehlike anında
yardımcı olmaları amacıyla geliştirilmişlerdir.
FREN SİSTEMLERİ
Frenler, enerji değişim araçlarıdır. Taşıttaki kinetik enerjiyi (momentum) sürtünme
yoluyla termal enerjiye (ısı) çevirir. Fren sistemi, bu yolla motorlu taşıtın
yavaşlamasını ve durmasını sağlayan düzenektir.
Hareket halindeki bir motorlu taşıt, kütlesi ve hızının karesiyle değişen, kinetik
enerjiye ve bazı durumlarda konumu itibariyle potansiyel enerjiye sahiptir. Frenleme
süresince bu enerji fren sürtünme elemanları ve tekerleklerde ısı enerjisine dönüşür.
Karayolunda kullanılan fren sistemleri üç temel fonksiyonu yerine getirmektedir.
Bunlar;
+ Taşıtın yavaşlatılması veya durdurulması,
+ Taşıtın kinetik enerjisini (yokuş aşağı inişlerde) kontrol ederek, belirli hızlarda
seyrini sağlanması
+ Duran bir taşıtın yerinde sabit tutulmasıdır.
5
Aracı durduran frenleme kuvveti genellikle teker lastiği ile lastiğin üzerinde döndüğü
zemin arasındaki bağlantıdan doğar. Frenleme kuvvetine hava direnci, yokuş direnci,
sürtünme direnci gibi kuvvetlerin etkisi de vardır. Bu dirençleri yenen kuvvet ortadan
kaldırılacak olursa taşıtın yavaşlamasına veya durmasına sözü edilen dirençler sebep
olur. Diğer taraftan taşıtın yavaşlamasına yardımcı olan motorun frenleme gücü de
vardır.
Motorlu Taşıtlarda Kullanılan Fren Sistemleri
Frenleme fonksiyonlarını yerine getirilmesi ve yaptıkları işlem bakımından üç çeşit
fren sistemi vardır. Bunlar:
a- Taşıtın yavaşlatılması veya durdurulmasını sağlayan, asıl frenleme
fonksiyonunu yerine getiren, “servis freni” ,
b- Fren sistemindeki bir arıza durumunda devreye giren “ikinci veya acil durum”
fren sistemi,
c- Duran bir aracı yerine tespit için kullanılan “park freni” dir.
Uygulamada çeşitli araçlarda kullanılan fren sistemleri aşağıdaki şekilde
sıralanabilir.
a- Mekanik fren sistemleri
b- Hidrolik-hidromekanik fren sistemleri
c- Güç yardımlı fren sistemleri
d- Havalı fren sistemleri
Not: Değişik frenlerin kullanılmasına karşın aracın durdurulması aynı prensiplere
dayanır. Kumanda yada idare düzeninden gelen frenleme kuvveti taşıma düzenindeki,
yani tekerler üzerine taşınan fren düzenindeki sürtünme elemanlarına itilir ve
oluşturulan sürtünme ile araç durdurulur.
Fren Sisteminin Temel Elemanları
Bütün fren sistemleri 4 alt sistemden oluşmaktadır. Frenlemenin meydana geliş
biçiminde ihtiyaç duyulan enerjinin depolanması ve kullanıma hazırlanmasını
6
sağlayan kaynaklar, frenleme etkisini kontrol eden sistemler, enerjinin iletildiği ara
sistemler ve frenlemede sürtünme elemanlarının bulunduğu sistemler olarak
sıralanabilir.
a-Frenleme için gerekli enerji kaynağı :
Frenleme için gerekli enerjinin depolanması ve kullanıma hazırlanmasını sağlayan
fren sistemi elemanıdır. Bu enerji hidrolik sistemlerde hidrolik basıncını, havalı
frenlerde basınçlı havanın üretilmesini ve depolamasını sağlar. Mekanik sistemlerde
ise sadece sürücünün ayak ve el ile uygulandığı mekanik kuvvet ile oluşur.
b-Fren tatbik sistemi :
Frenleme etkisini kontrol eden sistem elemanıdır. Fren elemanının oluşturduğu kısım
ile bunun transfer edildiği kısım arasında yer alır. Frenlemenin etkisini kontrol eden
tatbik mekanizması olarak adlandırılır.
c-Enerji aktarma sistemi :
Fren uygulama elemanı ile tekerlere kadar olan kısımda frenleme enerjisinin tek veya
çift hatta taşındığı ara sistemdir (mekanik fren sistemlerinde; fren çubukları, fren
halatları, hidrolik fren sistemlerinde fren boruları veya hortumları, basınç kontrol
valfleri v.b)
d-Tekerlek frenleri :
Aracın frenlemesini sağlayan sürtünme elemanlarının bulunduğu kısımdır. Aracın asıl
fren sisteminin alt elemanları bu grupta yer almaktadır. (tekerlek silindiri, kampana,
disk, balata, hareket iletim mekanizmaları v.b)
Taşıtlarda kullanılan frenleme yardımcı sistemleri; sürücünün kontrolünde olan
sistemlerden ve tehlike anında devreye giren sistemlerden oluşmaktadır.
7
FRENLEME YARDIMCI VE SÜRÜŞ GÜVENLİK SİSTEMLERİ
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. 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.
Bu gibi durumlarda araç sürücünü tepkilerine yanıt veremez. Ani frenleme yapılması
tekerleklerin kilitlenmesine, ani gaza basılması durumunda patinaj yapmasına neden
olur, yani kayma yapar.
Eğer ön tekerlekler kayma (kilitlenir veya patinaj) yaparsa direksiyon hakimiyeti
kaybolur. Arka tekerlekler kayma (kilitlenir veya patinaj) yaparsa araç sürüklenir.
Frenler; güvenli sürüş için taşıtlarda bulunan en önemli donanımlardır. Frenlerden
çok yüksek güvenilirlik ve dayanıklılık beklenmektedir. Taşıtlarda kullanılan frenleme
sistemleri en önemli aktif güvenlik elamanıdır. Kazaların azaltılması konusunda da
birinci sırada olan güvenlik sistemleridir. Bu konuda yapılan çalışmalara göre fren
sistemleri taşıt kazalarında yaklaşık olarak % 20 gibi bir güvenlik oranına sahip olduğu
varsayılmıştır.

--------------------------------------ABS------------------------------------------

Aracınızla giderken, bir futbol topu aniden yolunuzun üzerinde zıplamaya başlıyor ve
park edilmiş bir aracın arkasından küçük bir çocuk onu yakalamak için yola fırlıyor. O
anda içinizde salgılanan adrenalin kalbinizde ve beyninizde bir şimşek çaktırıyor ve siz
olağanüstü bir güçle ABS fren sistemiyle donatılmış otomobilinizin fren pedalına
yükleniyorsunuz. Geri kalanını ise oldukça karmaşık bir sistem gerçekleştiriyor ve
aracınızı güvenli bir mesafede durdurarak, üzücü bir olayla sonuçlanmasını önlüyor.
ABS, taşıt araçlarının her türlü yük durumunda bütün yol koşullarında ve çeşitli
süratlerdeki zorunlu durumlarda yapılacak ani frenlemelerde tekerleklerin
kitlenmesini önleyerek direksiyondaki tam hakimiyeti sağlayan sistemlere verilen ad.
ABS, Almanca Antiblockier-system veya İngilizce Anti-lock Braking System
ifadelerinin kısa yazım biçimidir. Kilitlenmeyen fren sistemi anlamına gelir.
ABS (veya ALB), emniyet kemeri ve disk frenlerden sonra otomobil güvenliği
konusunda gerçekleştirilen en önemli ilerlemelerden birisidir. Aslında pek de yeni bir
kavram olmayan kilitlenme önleyici sistemler için 1920'lerin ortalarında patent
başvurulan yapılmış, 1936 yılında ise Bosch firmasınca ilk defa bir otomobile
uygulanmıştır.
ABS'nin Yapısı :
Otomobillerde kullanılan ABS'de klasik fren sisteminde yer alan elemanlara ilave
olarak üç ünite kullanılmaktadır;
1-"Beyin" diye tabir edilen ECU (Electronic Control Unit - Elektronik Kontrol Ünitesi),
2-Dingil sayısının iki katı kadar manyetik hız sensörü
3- fren sisteminin yapısına bağlı olarak (Pnömatik yada hidrolik) modulatörler
(Akışkan kontrolünü sağlayan valf sistemleri).
9
Sistemin basit işleyişi ise şu şekilde; araç hareket halinde iken her bir tekerlekten hız
sensörleri vasıtasıyla tüm tekerleklerin hızları alınır. Tekerlek hızları birbirinden araç
düz gitmediği sürece hep farklıdır. Ancak bu çok büyük bir fark değildir. Bu bilgiler
EKÜ tarafından algılanarak değerlendirilir.
Kontrol ünitesi tekerleklerden bir ya da bir kaçının "0" ya da sıfıra yakın bir hızda
bulunduğunu yani herhangi bir tekerleğin kaymakta olduğunu veya kilitlenme
noktasına gelindiğini gördüğü an o tekerleği kontrol eden modülatöre fren basıncını
azaltması emrini vererek kilitlenen tekerleğin dönmesini sağlar. Ve tekerlek hız
kazanmaya başladığında fren basıncını tekrar arttırır. Bu da fren basıncında
dalgalanmalar oluşturur. Bunu basit bir kare dalga grafiği gibi düşünebiliriz.
En gelişmiş sistemlerde bu çevrim (cycle) saniyede 15-20 kez tekrarlanır. Bu çevrim
sırasında fren pedalında bir titreşim hissedilir. Bu titreşim aracı güvenli bir duruma
getirinceye kadar devam eder.
Sağ ve sol tarafın ayrı zeminlerde olması halinde bile (örneğin sağ tekerlekler ıslak sol
tekerlekler kuru zeminde) herhangi bir kilitlenme veya kayma söz konusu değildir. Bu
sayede direksiyona hakimiyeti tam, fren mesafesi oldukça kısadır.
10
Dört tekerlek ve iki arka tekerlek ABS'lerin farkı
Dört-tekerlek ABS, acil durma koşullarında taşıt kararlılık ve geliştirilmiş manevra
yeteneğini sürdürmek için tasarlanmıştır. Dört-tekerlek ABS donatılmış bir taşıtta
frenleme sistemi, dört tekerleğin her birinde tekerlek kilitlenmesini önleyerek,
sürücüye geliştirilmiş yönlendirme kontrolü sağlamak için frenleme basıncını
düzenler.
Arka-tekerlek ABS ise, daha çok kamyonet, minibüs ve spor taşıtlarda görülmekte ve
sadece arka tekerleklerin tekerlek kilitlenmesini önlemek için kullanılmaktadır. Bu
sistem sürücüye doğrultu kararlılığını sürdürmek ve taşıtın arkasının yanlara
kaymasını önlemekte yardımcı olmaktadır. Arka-tekerlek ABS sistemlerinde ön
tekerleklerin hâlâ tıpkı geleneksel frenlerdeki gibi kilitlenme eğilimi vardır. Eğer
kilitlenme olursa, sürücü fren pedal basıncını ön tekerleklerin tekrar dönmeye
başlamasına yetecek kadar azaltmalıdır. Böylece sürücü taşıtı yönlendirebilir
ABS'nin çalıştığı nasıl anlaşılır?
ABS'lerin çoğunda sistemin etkin hale gelmesi sürücü tarafından anlaşılabilmektedir.
Sürücü mekanik bir ses duyar ve bazı basınç dalgalanmalarını veya fren pedalının
sertliğinin daha da arttığını hisseder. Gürültü işitildiğinde veya basınç dalgalanmaları
hissedildiğinde, ayağın fren pedalında tutulması önemlidir. Sert basınç uygulamasına
devam edilmelidir.
11
ABS’nin avantajları
+ Fren sırasında yön istikrarı,
+ Fren sırasında direksiyon hakimiyeti,
+ Optimum fren mesafesi,
+ Diğer avantajlar (lastiklerin ömrünü uzatır, acil durumlarda ani fren
de sürücü direksiyon hakimiyeti üzerinde tam olarak yoğunlaşabilir.)
ABS’nin yetersizlikleri
+ Virajlara çok süratli girilmesinden kaynaklanan savrulma ve
sürüklenmelerde normal fren sistemi gibi ABS fren sistemi de etkili
olmaz.
+ Çok ıslak yolda (aqua planing) çok süratli gidilirse ABS etkisiz
kalabilir.
Karşı Görüşler:
Bazı durumlarda kilitlenmeyi önleyici sistemler en iyisi değildirler. Karlı veya
çakıllı bir yol üzerinde aracı yönetmek zor olsa dahi, kilitlenmiş tekerleklerle daha kısa
mesafede durulabilir. Audi gibi bazı otomobillerde böyle durumlarda sistemi devre dışı
bırakacak bir anahtar bulunmaktadır.
Amerika Birleşik Devletlerinde otoyollar üzerine araştırma yapan bir enstitünün
(Highvvay Loss Data Inst.) çalışmalarına göre, tekerleklerin kilitlenmelerin önleyici
sistemler kullanımının kazalar sonucu meydana gelen hasarı ve kazaların sıklığını
azaltmadığı ortaya çıkmıştır. Bu sisteme sahip olmayan 1991 model araçlar ile sahip
olan 1992 modellerin sigorta kayıtlarının karşılaştırılması sonucu, araç başına düşen
hasar oranının hemen hemen aynı olduğu gözlenmiştir. Çalışmanın sonucuna göre,
sigorta firmalarının sistemi kullanan araçlara uyguladığı indirimler tehlikeye
girebilecektir. Yine ABD'de bir araştırma gurubu, Almanya'da kilitlenmeyi önleyici
sistemi kullanan ve kullanmayan taksilerin kaza oranlarını inceleyen bir çalışmada
benzer sonuçlar elde etmiştir. Bütün bu araştırmalardan çıkartılan sonuç ise, sisteme
sahip olan araç sürücülerinin daha fazla riski göze aldıklarıdır. Ancak, bu tür olaylarda,
işin içerisine insan faktörünün girdiği ve önemli rol oynadığı acıktır. Sistemin kullanımı biraz bilgi ve beceri de gerektirmektedir. Örneğin, fren pedalından ayağı
kaldırıp, tekrar basmak sistemin çalışmasını engelleyeceğinden, pedala sıkıca
basılması gerekmektedir.

bilgiler için teşekkürler.

değerli bilgiler için teşekkür ederim.

Bilgiler için sagol Zeki abi.

teşekürler