MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ. Frenler - Genel. Abdullah DEMİR, Yrd. Doç. Dr.

Transkript

1 MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ Frenler - Genel Abdullah DEMİR, Yrd. Doç. Dr.

2 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

3 FRENLER-GENEL 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. Taşıt Konstrüksiyonu A. G. Göktan 2001/2002

4 FRENLER-GENEL Taşıt Konstrüksiyonu, A.G.Göktan 2001/2002

5 FRENLER-GENEL Handbook

6 FRENLER-GENEL

7 Hidrolik fren sisteminin tipik düzeni Tipik fren sistemi; ön tarafta disk frenler ve freni her bir tekerlekten ana silindire bağlayan borular ve hortumlardan oluşan bir sisteme bağlanan arka tarafta ise disk veya kampanalı frenlerden oluşur. Fren sistemiyle bağlanan diğer sistemlerde el frenleri, fren kuvveti servoları ile bazı araçlarda Kilitleme Önleyici Fren Sistemi (ABS) veya Elektronik Stabilite Programı (ESP) yer alır. Ayrıca belirli bazı modellerde ABS ve ESP Hidrolik Elektronik Kontrol Ünitesi nin (HECU) içerisinde Çekiş Kontrol Sistemi (TSC) bulunur. KİA

8 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

9 Sürtünmeli frenler; kampanalı ve diskli olmak üzere ikiye ayrılır. FRENLER-GENEL Taşıt Frenleri, A.G.Göktan

10 Kampanalı 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. FRENLER-GENEL Taşıt Frenleri, A.G.Göktan

11 Kampanalı 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 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

12

13 Kampanalı Fren Konstrüksiyonları a) simpleks b) dupleks c) servo d) duo dupleks e) duo servo Taşıt Konstrüksiyonu A.G.Göktan 2001/2002

14 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

15 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.

16 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

17 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.

18 FRENLER-GENEL 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. KİA

19 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 Makine Mühendisliği Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR

20 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]. Automotive Handbook, Robert Bosch GmbH, 2002 Brake clearances a Due to elasticity. b Due to wear. c Constructive. 1 Brake shoe, 2 Diaphragm cylinder, 3 Makine Automatic Mühendisliği slack adjuster. Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR

21 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.

22 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 ile dengelenir.

23 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 elde edilebilmektedir. Kayar / Yüzer / Yüzücü

24 Reading Text: Negative Steering-roll Radius The 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.

25 A negative roll radius exists when the steering axis line is outside of the tire center line (in other words, the imaginary intersection of these two lines is above the road surface). Note: The term Steering Roll Radius is also known as Scrub Radius, Steering Offset or King Pin Offset.

26 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. C*: İç çevrim oranı, İç aktarma oranı, tanımlama değeri ya da fren/leme/ katsayısı 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 Çevresel kuvvet (Fu): Çevresel kuvvet F U, yol yüzeyinde etkilidir. Sürücünün aracın hızlanması ve yavaşlaması için gaz pedalına ve frene basmasını sağlar.

27 Fren İyilik Derecesi (Frenleme Faktörü) Fren iyilik derecesi: Negatif ivmenin yerçekimi ivmesine oranına frenleme oranı z adı verilmektedir. Braking factor z: Ratio between the total braking force, Ff, and the static weight, Gs, on the axle or the axles of the vehicle:

28 Diske etkiyen kuvvet ve momentler Taşıt Frenleri, Ali Göktan Makine Mühendisliği Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR

29 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

30 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

31 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.

32 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 ile dengelenir.

33 Farklı İsimlendirmeler Kayar Yüzer Yüzücü 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 elde edilebilmektedir. The 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". AD, Doktora Tezi negative steering-roll radius

34 Ali Göktan, Taşıt Frenleri

35 KİA Farklı İsimlendirmeler Kayar Yüzer Yüzücü Sabit Kaliper Kayar Kaliper 1. Balata, 2. Piston, 3. Disk, 4. Kaliper, 5. Destek

36 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. 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 = Automotive Handbook, Robert Bosch GmbH, 2002

37 Havalandırmalı disklere ait görünümler A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08

38 Havalandırmalı ve delikli disk A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08

39 A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08 Havalandırmalı ve kanallı disk

40 Havalandırmalı ve delikli disk A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08

41 İçten Havalandırmalı, Çapraz Delikli, Seramik Kompozit Fren Diski A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08

42 Havalandırma kanatçıklı kaliper İçten havalandırmalı, çapraz delikli, kanallı A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08

43 A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08 Hava yoluyla fren sisteminin soğutulması

44 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. Taşıt Frenleri, Ali Göktan

45 Fren hidroliği Not: 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. KİA

46 FRENLER-GENEL 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. KİA

47 FRENLER-GENEL Fren Sıvısının Kaynama Noktası A. DEMİR, FRENLEMENİN TERMİK AÇIDAN İNCELENMESİ, SUNUM

48 Frenlerde Isınma Fren 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.

49 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].

50 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

51 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

52 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

53 Termik genleşme artar Kızgın nokta/bant oluşur Fren sisteminde yüksek sıcaklıklarda 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

54 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

55 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

56 Alüminyum metal matriks kompozit: Alüminyum metal matriks kompozit (Al-MMK), kimyasal özelliklerini SiC ve Al 2 O 3 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- B 4 C malzemeler için yapmak gerekebilir. B 4 C (bor karbür) tozlarının maliyetinin, SiC veya Al 2 O 3 gibi takviye malzemelerine kıyasla daha yüksek olması sebebiyle B 4 C takviyeli Al-MMK ler üzerinde yapılan araştırmaların nispeten sınırlı kaldığı belirtilmektedir [25]. A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08

57 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 km ye kadar dayanıklı olması ve kimyasal yapısından ötürü de paslanmamasıdır [27]. A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08

58 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

59 Cam Aramid Potassium titanat Karbon Seramik Bakır/Prinç Çelik Asbest Taş yünü Balata Metalurjisi Malzemeler ve Karakteristik Özellikleri Sürtünme Katsayısı Termik Kararlılık Aşınma Oranı Malzeme Dayanımı Gürütü Diske Vurma Termik İletkenlik İşleme Kolaylığı Ekonomiklik (1= Mükemmel, 2= İyi, 3= Orta, 4= Zayıf A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08

60 Balatayı Oluşturan Bileşenler Lubricant Abrasive Fibres 18% 4% 2% Loads 24% Metals 17% Bonders 15% Elastomers 20% A. Demir; Frenleme Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları, Otekon'08

61 Balatalar

62 FREN SİSTEMLERİNDE BAZI HESAPLAMALAR

63 Statik Kütle Dağılımı 2500 libre = 2500 pound = 1133 kg 1 pound = 1 lb = 0,454 kg

64 Frenlemede Kütle Transferi Örnekteki transfer oranı %74 dür. Normalde olması gereken %60.

65 Frenlemede Kütle Transferi

66 Diske Etkiyen Kuvvet ve Momentler Taşıt Konstrüksiyonu, A.G.Göktan 2001/2002

67 Fren İç Çevrim Oranının Değişimi Taşıt Konstrüksiyonu, A.G.Göktan 2001/2002

68 Günümüzde kullanılan frenlerde μ = 0,3...0,4 arasında değerler almakta, balata yüzey basınçları ise p = N/cm 2 (maksimum 1200 N/cm 2 ) olmaktadır. ÖRNEK Tekerlek yükü Fz = 3000 N Tekerlek ile yol arasındaki tutunma katsayısı μh = 1 çaplar oranı r B /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/cm 2 ise B = Fz.μh bağıntısından maksimum taşınabilir fren kuvveti B = 3000 N ; M = B r ve M = U B r B bağıntılarından çevresel kuvvet U B = 7500 N, bunun için gerekli baskı kuvveti U B = μ z S B bağıntısı ile S B = N bulunur. p = S B /A B bağıntısından balata yüzey alanı AB = 13.4 cm 2 olup 37 x 37 mm 2 boyutlarında bir balata kullanılabilir. Bu durumda piston alanı A P = 8,23 cm 2 ( dp = 32.4 mm) ise S B = ph AP bağıntısı kullanılarak maksimum hidrolik basıncı için ph = 1300 N/cm 2 bulunur. Taşıt Konstrüksiyonu, A.G.Göktan 2001/2002

69 Taşıt Konstrüksiyonu, A.G.Göktan 2001/2002

70 Frenlemenin seyri tr: reaksiyon süresi ( s ) tb: tahrik yükselme süresi ( 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

71 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 E f ; E f = (1/2).m.( ) + (1/2).I.( ) [Nm] şeklindedir. Burada; I : Dönen parçaların kütle atalet momenti, [kgm 2 ] 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. E (1/2).m. (1/2).I. [Nm] 2 2 f 1 1

72 1 = 1 /r 1 olduğu hatırlanırsa; E (1/ 2).m.[1 I/(m.r )]. (1/ 2).m.k f 1 1 şeklinde yazılabilir. Burada; k : Dönen kütleler için düzeltme faktörü (k 1+ I/m.r 2 ) 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].

73 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; E m.g.h 1/ 2.k.m.( ) [Nm] 2 2 f 1 2 Sabit hızda sürekli frenleme için (yani yokuş aşağı sabit hızla iniş) denklem (A.9) da 1 = 2 olarak alınırsa; Ef m.g.h [Nm] şekline dönüşür. Burada; g: Yerçekimi ivmesini, [m/s 2 ] h: Yüksekliği, [m] ifade eder. Şekil A1: Eğimli yolda kinetik ve potansiyel enerji [87]

74 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

75 Kayma Taşıt Konstrüksiyonu, A.G.Göktan 2001/2002

76 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 = (υ F υ R )/υ F 100 % Wheel speed υ R = r ω Braking force F B = μ HF G Lateral force F S = μ S G μ HF Coefficient of friction, μ S Lateral-force coefficient. Adhesion/slip curve The curve shape differs greatly as a function of road surface and tire condition. 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

77 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

78 Kuvvet bağlantı katsayısı ile kaymanın ilişkisi Taşıt Konstrüksiyonu, A.G.Göktan 2001/2002