SÜREKLİ FREN SİSTEMLERİ YAVAŞLATICILAR (RETARDERLER)

Transkript

1 SÜREKLİ FREN SİSTEMLERİ YAVAŞLATICILAR (RETARDERLER) 1

2 SÜREKLİ FREN SİSTEMLERİ YAVAŞLATICILAR Sürekli fren sistemleri veya yavaşlatıcılar (Retarder) sürtünmeli frenlerin aksine frenleme enerjisini ısı enerjisine dönüştürme düzenekleridir. Tipleri Araç hareket ettiği sürece devrededirler. Bu yüzden tespit freni olarak kullanılamazlar. Özellikle ağır taşıtlarda uzun inişli yollarda aşırı zorlanan işletme frenlerini desteklemek, onların sürekli çalışır kalmasını temin etmek (soğumalarını sağlamak) için kullanılırlar. 1. Motor Freni : Bir motorun ek bir tedbir almadan fren olarak kullanılması pek bir fayda sağlamaz. Bu yüzden ek bir kam mili ile motor bir kompresör gibi çalıştırılmak ve bu sayede daha fazla enerji yutulması yoluna gidilir (Jacobi Break). 2. Motor Egzoz Freni : Motor eksiz kanalına konacak bir kelebek yardımıyla gaz akışına mani olmak ve yüksek bir frenleme momenti sağlamak mümkündür. Egzoz kanalının kapatılması halinde aynı zamanda yakıt girişin engellenmesi, hareket ve kavrama pedalının da bloke edilmesi gerekir. Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 2

3 Resim : Hidrolik tahrikli işletme freni ve egzoz freni (Bosch). 1. Fren pedalı, 2. Egzoz kelebeği, 3. Fren, 4. Ayak şalteri, 5. Depo 3. Elektromanyetik Yavaşlatıcılar (Girdap akımları freni): Hava soğutmalı elektriksel girdap akımları freni (Telma freni) akü tarafından üretilen, ayarlanabilir bir manyetik alan içerisinde dönen bir yumuşak demir diskten ibarettir. Ortaya çıkan girdap akımları dönen diski frenler. Bu fren, vites kutusu ile diferansiyel arasına monte edilir. Elektromanyetik yavaşlatıcıların başka uygulama şekilleri de vardır. Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 3

4 4. Hidrodinamik Yavaşlatıcılar : Fren enerjisi sıvı sürtünmesiyle ısı enerjisine Dönüştürülür. Turbo fren iki halka formunda kanatlar ön görülmüş biri sabit (stator) diğeri diferansiyel tarafından tahrik edilen, dönebilen (rotor) iki kısımdan ibarettir. Hidrolik yağ rotor tarafından ivmelendirilir, stator tarafından frenlenir. Bu esnada ortaya çıkan ısı motorun soğutma suyu tarafından alınır. Ayarlama kanatlar içine gönderilen hidrolik miktarının değiştirilmesi ile sağlanır. Yukarıda verilen yavaşlatıcıların dışında özellikle yarış ve spor arabalarında aracın rüzgar direncinin frenleme esnasında artırılması, ek kanatlar yardımıyla hızının yavaşlatılması uygulaması da mevcuttur. Ayrıca, römorklar için çekiciden bir elektrik sinyali ile devreye alınan üçüncü fren devresi kullanılır. Bu frenlerin sürtünen pabuçları genelde sinter metal pabuçlardır. Resim : Turbo fren Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 4

5 Araçlarda kullanımı söz konusu olan yavaşlatıcıların fren momenti karakteristiklerinin ve kapasitelerinin karşılaştırılması durumunda elektro manyetik ve hidrodinamik yavaşlatıcıların tüm devir sayısı aralığında daha uygun olduğu görülmektedir Resim : Sürekli Frenlerin Moment Karakteristiklerinin karşılaştırılması Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 5

6 Yavaşlatıcıların Kullanım Nedenleri Ağır Vasıtaların Frenlenmesi Frenleme kapasiteleri yönünden bir karşılaştırma yapmak gerekirse, ağır vasıtaların hafif olanlara nazaran çok daha sınırlı frenlenebilirliğe sahip olduğunu söylenebilir. Motorun frenlenme kapasitesi, Aracın frenleme yüzeyi ve kütlesi arasındaki oran, Aracın sahip olduğu momentum ( Q = m.v ), yüksek hız gerektiren trafik koşulları gibi faktörler bu durumu meydana getiren temel sebepler arasında sayılmaktadır. I) Motor Gücü/Araç Kütlesi Oranı ( Motor frenleme kapasitesi ) - Binek otomobili, PS/ton - Kamyon, 8 9 PS/ton ve burada ağır kamyonlar 10:1 oranında dezavantajlı durumdadır. Oran: Motor Gücü (hp)/ Araç kütlesi (ton) 1 Tonluk binek otomobili P / m = 90 / 1 = 90 PS / ton, 3.5 Tonluk kamyon P / m = 80 / 3.5 = 23 PS / ton, 6 Tonluk kamyon P / m = 90 / 6 = 15 PS / ton, 40 Tonluk 5 akslı kamyon ve çekicisi P / m = 360 / 40 = 9 PS / ton, Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 6

7 II) İşletim Freni Yüzeyi / Taşıt Kütlesi Oranı - Binek otomobili 750 cm 2 /ton - Kamyon, 350 cm 2 /ton ( 5 Akslı ) ve kamyon 2:1 oranında dezavantajlı durumdadır. Oran: İşletim freni yüzeyi (cm 2 ) / Araç kütlesi (ton) 1 Tonluk binek otomobili A/m = 750 / 1 = 750 cm 2 / ton, 3.5 Tonluk kamyon A / m = 1600 / 3.5 = 456 cm 2 / ton, 6 Tonluk kamyon A / m = 2200 / 6 = 370 cm 2 / ton, 40 Tonluk 5 akslı kamyon ve çekicisi A / m = / 40 = 350 cm 2 / ton, III. Momentum oranı, Q= m.v - Binek otomobili; 1 ton, 130 km / h = 1000 x 130 / 3,6 = kgm/s -Kamyon; 40 ton, 80 km / h = x 80 / 3,6 = kgm/s ve kamyon 24,6:1 oranında dezavantajlı durumdadır. Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 7

8 . Ortalama Sürtünme Katsayısı Ortalama Aşınma Oranı Tambur Fren Sıcaklığı Şekil : Çok yüksek frenleme oranıyla yavaşlatılan 10 tonluk bir aracın. tekerlek, tambur ve jant sıcaklıkları Şekil 5.3.5: Tambur frenlerde sürtünme katsayısı ve aşınma miktarının Şekil : Tambur sıcaklığa bağlı frenlerde değişimi. sürtünme katsayısı ve aşınma miktarının sıcaklığa bağlı değişimi. IV. Otoyolda Yüksek Hızda Frenleme: Yüksek hıza sahip bir motorlu aracın frenlenmesi, işletme frenlerini oldukça büyük bir zorlamayla karşı karşıya bırakır. Çalışır durumdaki frenlerin gereğinden fazla ısınması gibi durumlar, bu zorlamanın daha da şiddetlenmesine; hatta fading, fren patlaması (aşırı sıcaklık sonucu fren balatası sürtünme katsayısının ani düşüşü) olarak bilinen olayların meydana gelmesine yol açmaktadır. Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 8

9 Bilindiği gibi, %12 lik bir yokuşta 7 km boyunca yavaşlatılan 15 tonluk bir yolcu otobüsünün frenleri yaklaşık 210 kg lık döküm bir parçayı ergitmeye yetecek ısı enerjisi açığa çıkarır. Benzer şekilde, 4x2 tahrik düzenine sahip 19 tonluk bir aracın frenleri, 65 km/h lik hızla inilen % 6 lık bir yokuşta, yalnızca 150 s içerisinde 400 C lik sıcaklık değerine ulaşmaktadır. Buna karşın, mümkün olduğunca kısa zamanda bu sıcaklığın 200 C civarına indirilmesi zorunludur Tüm bu açıklanan sebeplerden dolayı, bir fren sisteminin en az balata aşıntısıyla en iyi frenlemeyi gerçekleştirebilmesi için, Çalışma sırasında tambur sıcaklığının mümkün olduğunca düşük değerlerde tutulması. Motorlu taşıtlarda, fren sistemlerinin tamamlayıcısı olarak kullanılan yavaşlatıcılar da, temel olarak bu işlevi üstlenirler. İşletme frenlerinin kullanım kapasitesi ve dayanıklılığını sınırlayan hususlar: Tekerlek çapı, Askı sistemi elemanlarının fren sistemi genişliğini sınırlaması, Fren sisteminde kullanılan diskin ya da tamburun çapının tekerlek boyutlarına bağlı olmasıdır. Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 9

10 Frenleme esnasında araç üzerinden alınması gereken enerjinin büyük bölümünün bir yavaşlatıcı tarafından yutulması çok daha sağlıklı bir çözümdür. Böylelikle, acil frenleme durumlarında işletme frenleri tam kapasiteyle çalıştırılabilmektedir. Bir yolcu otobüsü üzerinde yapılan istatistiksel bir çalışmaya göre, yavaşlatıcı kullanmak suretiyle frenleme işleminin, m/s 2 lik ( g nin yaklaşık % 2 12) bir ivme aralığında gerçekleştirilmesi mümkün olmaktadır. Frenleme sayısı Yavaşlama ivmesi, m /s 2 Yavaşlama Normal Frenleme Acil Frenleme Yavaşlatıcı İşletim Freni. Resim : Fren sistemlerinin frenleme ivmesine bağlı olarak kullanım sıklığı Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 10

11 . Max. güvenli hız (km/h) Mevcut işletme freni sıcaklığı: C Araç kütlesi : 36,3 ton % 6 eğim 149 kw kapasiteli Retarder Retarderli Yavaşlatıcı ile donatılmış ve yavaşlatıcısı olmayan iki aracın %6 eğime sahip bir yoldaki yokuş aşağı hareketleri sırasında sahip olabilecekleri maksimum güvenli hız sınırları aşağıda gösterilmiştir. EEC dayanma standardı Test tipi II Retardersiz Yokuş aşağı kat edilen yol (km) Yavaşlatıcı ile donatılmış bir aracın diğerine göre, belirli bir hız değerinde daha uzun bir mesafeyi kat etmesi mümkün olabilmektedir. Örneğin; % 6 eğime sahip 8 km lik bir yolda, yavaşlatıcı ile donatılmış bir aracın maksimum güvenli hız sınırı 65 km/h iken yalnızca konvansiyonel fren sistemi bulunan bir başka araçta bu sınır 28 km/h olarak okunmaktadır.. Resim : Araştırma.İnstitute of Transport Reserach of Mishigan (USA). Yokuş aşağı inişte araçların kat edilen mesafeye bağlı olarak güvenli hız sınırları. Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 11

12 Elektromanyetik Yavaşlatıcılar (Girdap Akımları Freni) Araçların aktif güvenliğinin arttırması nedeniyle motorlu araçlarda yavaşlatıcıların kullanımı gündeme gelmiştir. Bu sistemler sayesinde işletim frenlerinin oldukça yüksek verimle kullanılması söz konusu olabilmektedir. Elektromanyetik yavaşlatıcının devreye girmesi motora ilave bir yük getirmemektedir. Bu sistemler ihtiyaç duydukları gücü, taşıtın elektrik sisteminden, ancak belirli sınırlar dahilinde ve sistemin asıl fonksiyonunu etkilemeyecek şekilde karşılarlar Elektromanyetik Yavaşlatıcıların Çalışma Prensibi Elektromanyetik yavaşlatıcıların çalışma prensibi, değişken şiddetteki bir manyetik alana maruz bir çelik kütle içerisinde akım oluşturma şeklinde özetlenebilir. Manyetik akı çizgileri boyunca oluşturulan bu akımlar Foucault Akımları olarak bilinmektedir. Pratikte, stator tarafından sabit bir manyetik alan oluşturulmakta, bu alanın şiddetindeki değişim ise rotorla irtibatlandırılmış kütlelerin dönme hareketi yardımıyla sağlanmaktadır. Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 12

13 Elektromanyetik yavaşlatıcıların çalışma prensibi aşağıdaki diyagramda özetlenmiştir. Rotor diskleri (1) tahrik mili ile irtibatlandırılır. Şasiye sabitlenmiş stator (2), rotor diskleri arasına (1) yerleştirilir. Alternatif kutupları meydana getirecek olan sargılar, stator üzerine monte edilir. (N: Kuzey, S: Güney). Sargılardan akım geçmesi durumunda, rotorlar üzerinde bir manyetik alan meydana gelir. Oluşan bu manyetik alanın yarattığı girdap akımları ve manyetik kuvvet, rotorları, dolayısıyla dönen tahrik milini yavaşlatır. Resim : Elektromanyetik yavaşlatıcı çalışma prensibi Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 13

14 Elektromanyetik yavaşlatıcı sargıları araçtaki akü tarafından beslenir. İstenen fren momentine göre akım şiddeti ya kademeli dirençler sayesinde veya kademesiz elektronik olarak kumanda edilir. En yüksek akım şiddeti takriben 80 A ( Güç 24 V gerilimde ~ 2 kw ) mertebesindedir. Resim : Elektromanyetik yavaşlatıcının devir sayısına bağlı olarak fren momentinin değişimine ait örnek. Hidrolik frenlere oranla max. momente düşük devirde ulaşılmaktadır. Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 14

15 E hava boşluğu C hava boşluğu ayar şimi 1 Ön rotor 2 Arka rotor 3 Stator 4 Mil 5 Rulmanlı yatak 6 Dayama bileziği 7 Bağlantı flanşı 8 Gresleme nipeli 9 Hava tahliye tüpü 10 Bobin 11 Çekirdek 12 Bağlantı göbeği 13 Ayar klipsi 14 Çekirdek bağlantı plakası 15 Elektriksel bağlantı bloğu. Resim : TELMA firması tarafından üretilen CE35 tipi ton araçlarda kullanılan elektromanyetik yavaşlatıcının (retarderin) kesti Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 15

16 . AKSİYAL SERİ Tablo a : TELMA firmasının 3, ton aralığındaki günümüz araçları için, buna minibüs ve turizm amaçlı kullanılan otobüsler dahil, ürettiği elektromanyetik frenlerin araç ağırlığına bağlı olarak max. Moment frenleme değerleri Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 16.

17 Hidrodinamik Yavaşlatıcılar 1. Hidrodinamik yavaşlatıcıların çalışma şekli : Hidrodinamik yavaşlatıcılar (Hidrodinamik frenler) hidrodinamik kavramaların özel bir hali olarak değerlendirilebilir. Burada türbin tarafı sabit durmaktadır ( i n = 0). Hidrodinamik frenin maksimim gücü sınırlıdır. Bu yüzden belirli bir devir sayısı değerinden itibaren doldurma ayarı ile döndürme momenti güç hiperbolü boyunca aşağı indirilebilir. Resim : Hidrodinamik frenin tanım eğrisi M ~ n 2. Bir güç sınırlaması için bir dolum ayarının ön görülmesi gerekmektedir Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 17

18 Ortaya çıkan ısı soğutma suretiyle dışarı atılır. Bunun için bir dış yağ sirkülasyon devresi gerekmektedir. Soğutma için ya motor soğutma suyu ile bağlantılı bir ısı değiştirgeci veya sistemin kendine özgü bir yağ soğutma sistemi kullanılabilir. Resim : Bir hidrodinamik fren hidroliğinin temel sirkülasyon devresi Resim : Bir eğimli yol freninin (a) ve yavaşlatma freninin (b) fren diyagramı (Fa. Voith) Hidrodinamik frenin kumandası : Kumada işlemi herhangi bir şekilde yapılabilir. Doldurma derecesine bağlı olarak farklı devir sayıları için arzu edilen döndürme momentleri ayarlanabilir. Doluluk derecesi giriş veya çıkışın kısılması ile yapılabilir Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 18

19 Resim : Voith hidrodinamik freni.tip B 180 şematik yapısı. Hidrodinamik frenlerin uygulama örnekleri : 1. a Tahrik Voith mili Hidrodinamik 1 Ayar pistonu Freni Tip B 180 b Hızlandırma c Fren rotoru d Fren statoru 2 Açma kapama ventili 3 Aşırı akım ventili 4 Ventilasyon kapakları Resim : Voith hidrodinamik freni.tip B 180 şematik yapısı a Tahrik mili 1 Ayar pistonu b Hızlandırma 2 Açma kapama ventili c Fren rotoru 3 Aşırı akım ventili d Fren statoru 4 Ventilasyon kapakları Kısmi dolum bir aşırı akım ventili (3) yardımıyla gerçekleşir. Hidrolik basıncı burada ayar büyüklüğü Üstteki olarak kullanılmaktadır. kesit resminde kanatların Aşırı akım bulunduğu ventilinin yayı hacim yağ dolmuş ayar için şekilde kullanılan gösterilmiştir. basınçlı havanın Alttaki kesit etkidiği resminde bir fren ventilasyon pistonu öyle kapakları bir ön gerer kapalı ki, farklı şekilde büyüklükteki gösterilmiştir, fren yani yağ dolumu momentlerini yok. ayarlamaya bağlı olarak kumanda başlar (Resim ). Frenin komuta cevap verme ve çözülme süreleri saniyenin onda birinden daha düşüktür. Üstteki kesit resminde kanatların bulunduğu hacim yağ dolmuş şekilde gösterilmiştir. Alttaki kesit resminde fren ventilasyon kapakları kapalı şekilde gösterilmiştir, yani yağ dolumu yok. Fren işletme durumunda değil ise, yani boşaltılmış Resim : Hidrodinamik ise, içindeki hava ventile edilir, emilir. Bir frenin fren diyagramı. ventilasyon kapağının (4) frenin devre dışı bırakılması durumunda kapatılması konumunda Kumanda havasının ortaya çıkabilecek güç kaybının da önüne geçilmiş basıncı kademesiz olur. ayarlanabilir (Fa Voith 1. Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 19

20 2. ATE ( Alfred Teves) Hidrodinamik Freni : Bu hidrodinamik fren her şeyden önce sürekli frenleme için ön görülmüş ve kamyonlara montaj amacıyla düşünülmüştür. Kısmi frenleme ve bununla ilgili kumanda dolum silindiri yardımıyla yapılmaktadır. Resim : ATE hidrodinamik frenin montaj olanakları (Fa. Alfred Teves) Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 20

21 . El freni ventili sayesinde kumanda basıncı ayarlanır. İlave basınçlı hava kabından basınçlı hava, dolum silindirinin içine akar; bu sayede hidrodinamik frenin hidrolik ile dolması gerçekleşir. Ön kumanda ventili belirli bir basınç ayarında sabit kalan bir fren momentinin oluşumunu sağlar. Frenleme işleminin tamamlanmasından sonra hidrolik tekrar dolum silindirine akar. Aşırı akım ventili El freni ventili Basınçlı ek hava kabı Vakum pompası Ön kumanda ventili Vakum kazanlı dolum silindiri Yağ soğutucusu Saptırma rölesi ATE Türbo freni Resim : ATE hidrodinamik freninin fonksiyon şeması (Fa. Alfred Teves). Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 21

22 Fren momenti [ da N.m]. Resim : Alfred Teves firmasının hidrodinamik frene ait fren diyagramı D/d. Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 22

23 Yasal Düzenlemeler Avrupa Regülasyonları 1971 Yılında Avrupa Topluluğu tarafından oluşturulan yasal düzenlemelere göre ilk olarak 10 tonun üzerinde yük taşıyan ağır vasıtalar ile 8 den fazla yolcu taşıyan araçlara ait fren sistemlerinin dayanım sınırları düzenlenmiştir. Yavaşlatıcılarla ilgili dayanıklılık testleri EEC/71/320 ye göre üç grup altında incelenir. Bunlardan ilk ikisi olan test tipi 0 ve test tipi II mal nakliyatı ile ilgili hükümleri düzenler. Üçüncü grubu teşkil eden test tipi IIa ise yolcu taşıma ile ilgili sınırlamaları kapsamaktadır. Fren Testleri TİP 0: İşletim frenlerinin soğuk durumda denenmesini kapsar. TİP II: Yüklü bir aracın, %6 lık eğime sahip 6 km uzunluğundaki bir yolda 30 km/h hızla ilerlemesi durumundaki seyir stabilitesinin incelenmesini kapsar. Bu test süresince sürekli kullanımdan dolayı ısınmış işletim frenleri, 40 km/h lik hızda verimli bir şekilde çalışabilmelidir; Bu durumda fren sisteminin verimi, 0 tipindeki testten elde edilen verim değerinin en az %75 i olmalıdır. TİP II a: 6 km uzunluğunda ve %7 lik eğime sahip bir yolda, 30 km/h sabit hızla aracın stabil olarak hareketini kapsar. Bu testte kullanılacak araç yüklü olmalı ve frenleme yalnızca egzoz freni ve eğer varsa yavaşlatıcı yardımıyla sağlanmalıdır. Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 23

24 Tehlikeli Maddelerin Taşınması 1992 Yılından bu yana, taşıt güvenliğini arttırıcı uygulamalar kapsamında, Tehlikeli Maddelerin Karayoluyla Taşınması konusunda yapılan düzenleme çalışmaları sürdürülmektedir. Özellikle belirli kategoriye dahil araçlar için kullanımı zorunlu tutulan donanımlar; Hız sınırlayıcı, Tekerlek blokaj regülatörü (ABS), II a Tipindeki fren testinden beklenen özellikleri sağlayabilen bir fren sistemi. Bu sistem yüklü bir taşıma aracının, servis frenlerine ya da acil durum frenlerine ihtiyaç duyulmaksızın 6 km boyunca, %7 lik bir eğimi, 30 km/h sabit hızla inebilmesini sağlayabilmelidir. Bu, araçlardan beklenen güvenliğin sağlanabilmesi için oldukça önemli bir aşamadır. Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 24

25 Yavaşlatıcıların Kapasitelerinin Tayini Çözüm Yolu 1 : 9 ton luk toplam kütleye sahip bir kamyona seyir sırasında etkiyen hareket dirençlerinin frenleme etkisi ihmal edilecek olursa, 6 km boyunca % 7 eğimli yolda sabit hızda seyir için frenleme işi A : A G.h 1 m.v ,81.418, N.m Joule Burada : P = % 7 yokuş eğiminde tırmanma açısı = 4 0 (tan = 0,07 ve = arctan(0,07) = 4 0 Aracın 6000 m yol boyunda kaybettiği irtifa h = 6000.sin (4 0 ) = 418,54 m Aracın hızı iniş sırasında ortalama 30 km/h hızda sabit kalması gerektiğine göre 6000 m mesafeyi kat ettiği süre t : s 6000 m t 720 v 30 / 3, 6 m/s Retarderin sağlaması gereken ortalama gücü P R : P R A t s s Joule Watt 51,24 Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 25 kw

26 Araca etkiyen yuvarlanma yokuş ve rüzgar dirençlerinin de etkisi dikkate alınarak bir fren gücü hesabı: f R = 0,01, c W = 0,8, A = 8 m 2 ; L = 1,226 Ns 2 /m 4, g = 10 m/s 2 için fren gücü P : P = (f R + p).g.g.v + 1.ρ 2.A.c.v P = (0,01-0,07) ,333 + L ω 3 1.1, ,8.8, = Watt = - 42,73 kw Bu değer sadece yokuş direnci etkisi dikkate alınarak yapılan hesaplamadan ~%16 daha düşüktür. Genelde hesaplamalarda yuvarlanma ve rüzgar direncinin frenleme etkileri ihmal edilerek retarder kapasitesi tayin edilmektedir. Retaderin max. fren momenti kapasitesinin bulunması için : Lastik tekerleğin dinamik yarıçapı 10,00 20 ebatlarındaki lastik için r dyn = 507 mm ve diferansiyel çevrim oranı i D = 5,63 ve v A = 30 km/h araç hızında hemen vites kutusu çıkışına yerleştirilen bir retarderin devir sayısı n R : n R v 2,65. r A.i dy n D 30 km / h. 5,63 2,65. 0,507 mm 883 D/d M R P = n R R 51,24 = N.m 600 N.m 26

27 Ayrıca frenleme durumundaki tahrik tekerleklerindeki frenleme kayması s B = % alınırsa, retarder devrinin % 20 daha düşük olması söz konusudur. Bu duruma göre s B = % 20 frenleme kayması için, tekerlek açısal hızı olmak üzere i D diferansiyel çevrim oranı da dikkate alınarak retarder rotoru devri n R : s B n M R R = v A - ω.r v A v = 2,65. r dy n A dy n P = n R R.i D üzerinden 30 km / h 2,65..5,63.(1-0,2) 05,7 m.(1- s B ) = 51,24 = N.m 700 N.m = 706 D / d TELMA firmasının 3, ton aralığındaki günümüz araçları için, buna minibüs ve turizm amaçlı kullanılan otobüsler dahil, ürettiği elektromanyetik frenlerin araç ağırlığına bağlı olarak max. frenleme momenti değerlerinin verildiği tablo dan firmanın üretmiş olduğu CC80 tipi ton araçlarda kullanılan max. moment kapasitesi 800 Nm olan RETARDER seçilebilir. 27

28 Çözüm Yolu 2 : Genelde daha kısa bir yöntem olarak aracı yavaşlatmak amacıyla kullanılan retarderlerin kullanıldığı yavaşlatma ivme değerlerinden hareketle bir kapasitif değer tayini de yapılmaktadır. Esas itibariyle aracın ivmesi ile frenlenmesi için gerekli fren kuvveti veya fren momentini retarderin sağlaması gerektiğinden hareketle aşağıdaki eşitlik yazılabilir:.. G. x.r M = i D dy n = ,9.0,507 5, Burada [m/s 2 ] Retarder yavaşlama ivmesi Kamyon, şehir içi ve şehirler arası otobüsler için ~1,0 m/s2 Römorklu kamyon ve çekiciler için ~ 0,8 m/s2 alınması tavsiye edilir. M [N.m] Gerekli retarder kapasitif momenti İ D [-] Diferansiyel çevrim oranı G [kg] Aracın toplam kütlesi r dyn [m] Tekerlek dinamik yarıçapı Örneğimizdeki sayısal değerler kullanılırsa;.. G. x.rdy n ,9.0,507 M = = 750 Nm id 5,63 Bu değerde yukarıda tablodan aldığımız CC80 tipi ton araçlarda kullanılan max. moment kapasitesi 800 Nm olan RETARDER ile sağlanmaktadır. 28

29 Uygulanmış Örnekler Örnek : BMC 1200RE Modeli İçin Retarder Seçimi Bu model otobüslerde Telma nın FV modeli retarder kullanılmaktadır. Sağladığı fren momenti 1900 Nm dir. Bu retarderin uygunluğunu kontrol edelim. Aracın Özellikleri m = kg A = 7 m 2 i D = 4.56 r dyn = m, f R = 0,016,c w = 0,6 ve L =1,228 [kg/m 3 ] için; % 20 kayma için (s=1.2); M retarder 1,2.1203, N.m 2. Çözüm Yolu : TELMA firmasının uyguladığı yönteme göre; Telma ya göre otobüslerin yaptıkları frenleme sonucu oluşturdukları negatif ivmelerin 1 m/s2 kadarı retarderler tarafından karşılanmalıdır F m.a [kg].1[m/s 2 ] N M retarder r F. i dy n D 0, , ,67 N.m Seçilen retarder 1900 Nm lik moment ürettiğinden yapılan seçim yeterlidir. 29

30 FV Telma Retarderin Teknik Özellikleri Toplam Kütle : 170 kg Rotorlar : 64 kg Stator : 106 kg Maksimum Moment : 1900 Nm Rotor Ataleti Momenti : 2 kgm2 30

31 BAĞLANTI ŞEKİLLERİ a-) Şanzıman çıkışına A: şanzıman B: arka aks 1: stator taşıyıcıcı 2: retarder 3: şanzıman dönüştürme kiti 4: orta flanş b-) Diferansiyel girişine 31

32 ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLERİ Aracın tipine göre 12V ve 24V ile çalışabilirler. 12V ile çalışırken direnci 0.21 Ohm iken, 24V ile çalışırken 0.86 Ohm dur. 12V ile çalışırken; 1. kademe: 58.8 A 2. kademe: A Her kademenin bağlanış şekli 3. kademe: A 4. kademe: A 24V ile çalışırken; 1. kademe: 27.9 A 2. kademe: 55.8 A Her kademenin bağlanış şekli 3. kademe: 83.7 A 4. kademe: A 32

33 Elektrik Tesisatı 33

34 Teşekkür ederim Prof. Dr. N. Sefa KURALAY Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 34