Etiket arşivi: otomobil

Fren Sistemi

Fren, bir cismin hareketini durdurmak veya hızını düşürmek için kullanılan düzenektir. Otomobillerde hareket halindeki otomobilin dönen tekerleklerini durdurmak a da hızını azaltmak için kullanılan sistemdir. Frenin görevi aracın hızını düşürmek, aracı güvenli bir şekilde durdurmak ve duran aracı sabitlemektir. Modern otomobillerde her tekerlekte bir fren vardır ve fren pedalına basıldığında hepsi aynı anda çalışır. Diskli ve tamburlu olmak üzere iki ana tip fren sistemi vardır. Her ikisi de hidrolik sistemlerle çalışır.

Diskli Frenler

Bütün modern otomobillerde diskli frenler kullanılır. Fren pedalına basıldığında sistemdeki hidrolik sıvının yerini değiştirilmiş olur, bu değişim fren disklerine bir piston yardımıyla iletildiğinde araç disk üzerindeki sürtünme kuvvetinin etkisiyle yavaşlamaya başlar. Ne kadar fazla güç uygulanırsa disk o kadar baskıya maruz kalır ve tekerleğin dönüş hızı yavaşlar. Disk frenler birçok arabada önde yer alır fakat günümüz otomobillerinde dört tekerlekte de bu tip frenler kullanılmaya başlanmıştır.

Disk-Fren

Diskli frenlerin çalışma mantığı bisiklet frenleri ile aynıdır. Bisiklet frenine basıldığında açılıp kapanan ve ucunda birer balata bulunan iki kol vardır. Kollar kapandığında ucundaki fren balataları janta bastırılır ve bu sayede tekerlekler yavaşlar.

Tamburlu Frenler

Tamburlu frenlerde disk yerine metal bir tambur bulunur. Fren balataları tamburun içindeki eğimli fren pabuçları üzerine oturur. Tamburla pabuç arasında bir boşluk vardır, sürücü fren yapınca pabuçlar hidrolik sistem tarafından dışarı itilir ve tambura değer böylece tekerlekler yavaşlar.

Tamburlu Fren

ABS (Anti-lock Brake System)

ABS (Kilitlenmeyen Frenleme Sistemi), taşıt araçlarının her türlü yük durumunda bütün yol koşullarında zorunlu durumlarda yapılacak  ani frenlemelerde tekerleklerin kilitlenmesini önleyerek direksiyondaki tam hakimiyeti sağlayan fren sistemidir. ABS, Almanca Antiblockier-system veya İngilizce Anti-lock Braking System ifadelerinin kısa yazım biçimidir. Kilitlenmeyen fren sistemi anlamına gelir.

ABS fren durumunda her bir tekerleğin devir sayısındaki değişikliği bir kontrol ünitesi aracılığı ile denetleyen bir sistemdir. Dönüş sayısının ani düşmesi  (kayma durumu) ve tekerleğin kilitlenmesi durumunda kontrol ünitesi otomatik olarak fren basıncını düşürür. Tekerlek tekrar hızlanınca fren basıncını tekrar yükselterek tekerlek frenlenir. Bu aşama saniyede birçok kez gerçekleşir. Sağ ve sol tarafın ayrı zeminlerde olması halinde
bile herhangi bir kilitlenme veya kayma söz konusu değildir. Bu sayede direksiyona hakimiyet tam, fren mesafesi normalden daha kısadır.

ESP (Electronic Stability Program)

ESP, Bosch tarafından geliştirilmiş, otomobilerde kullanılan bir sürüş destek birimidir. Açılımı Electronic Stability Program (Elektronik Denge Programı) olan sistemi ilk defa 1995 yılında Mercedes firması tarafından kullanılmıştır.

Farklı firmalarda farklı isimlerle anılan bu sistemin mantığı genel olarak şöyledir; Bir merkezi kontrol ünitesi, direksiyon açı sensörlerinden, moment sensörlerinden, ABS fren sisteminin sensörlerinden gelen verileri değerlendirerek, aracın kayıp kaymadığını hesaplar. Buna göre gerekli tekerlere fren yaptırarak ve motor gücüne müdahale ederek aracı tekrar izine döndürmeye çalışır. Örneğin araç önden kayarsa viraj içinde kalan arka tekerlek, arkadan kayarsa viraj dışında kalan ön tekerlek bağımsız olarak frenlenir. Böylece araç tekrar doğru ize döndürülmeye çalışılır.

ASR – ETC (Electronic Traction Control)
Anti-Patinaj Sistemleri (ASR) 1987 yılında piyasaya sürülmüştür. ASR sistemi ilk kalkışta ve hızlanmada, tahrik tekerleklerinin aşırı dönmesini engelleyerek, aracın güvenli hareketini sağlar. Bu sistemin diğer kısaltılmış adı ingilizce anlamından dolayı ETC (Electronic Traction Control) olarak da bilinir. Trafik güvenliği açısından önemli katkılar içermekte ve kritik fren anlarında aracın direksiyon ve sürüş güvenliğini sağlamaktadır.

FDR – VDC (Vehicle Dynamic Control)

Araç Dinamik Kontrolü (FDR)Her türlü sürüş anında güvenliği sağlamak üzere üretime almıştır. Özellikle virajlarda ve ani yol değişikliklerinde FDR sistemi, çok hızlı bir şekilde motor, şanzıman ve frene müdahale ederek aracın savrulmasını önler. Bu sistemin diğer kısaltılmış adı ingilizce anlamından dolayı VDC (Vehicle Dynamic Control) olarak da bilinir.

Güvenlik

Modern otomobillerde kullanılan gelişmiş frenler,  direksiyon sistemleri ve lastikler ile sürücü denetimi artmış bu da aracın kaza yapma ihtimalini düşürmüştür. Bu sistemlere aktif güvenlik sistemleri denir. Emniyet kemeri, hava yastıkları, gövdenin sağlamlığı gibi sistemler de kazanın olması durumunda hayatta kalma şansını arttırır. Kaza durumunda sürücü ve yolcuları koruyan sistemlere ise pasif güvenlik sistemleri denir.

carpışma-simülasyonu

Bazı otomobil üreticileri araç güvenliğini artırmak için bilgisayar simülasyonları geliştirmişlerdir. Bilgisayarda otomobilin en ince ayrıntılarına kadar eksiksiz bir modeli hazırlanır. Modelleme işlemi uzun zaman alır fakat otomobilin bütün parçalarının bilgisayarda çarpma deneyinden geçirilmesine olanak sağlar. Mühendisler bilgisayarda bir kaç basit işlemle bir parçanın büyüklüğünü ya da dayanımını değiştirebilirler.

ABS (Anti-lock Brake System)

ABS (Kilitlenmeyen Frenleme Sistemi), taşıt araçlarının her türlü yük durumunda bütün yol koşullarında zorunlu durumlarda yapılacak  ani frenlemelerde tekerleklerin kilitlenmesini önleyerek direksiyondaki tam hakimiyeti sağlayan fren sistemidir. ABS, Almanca Antiblockier-system veya İngilizce Anti-lock Braking System ifadelerinin kısa yazım biçimidir. Kilitlenmeyen fren sistemi anlamına gelir.

ABS fren durumunda her bir tekerleğin devir sayısındaki değişikliği bir kontrol ünitesi aracılığı ile denetleyen bir sistemdir. Dönüş sayısının ani düşmesi  (kayma durumu) ve tekerleğin kilitlenmesi durumunda kontrol ünitesi otomatik olarak fren basıncını düşürür. Tekerlek tekrar hızlanınca fren basıncını tekrar yükselterek tekerlek frenlenir. Bu aşama saniyede birçok kez gerçekleşir. Sağ ve sol tarafın ayrı zeminlerde olması halinde
bile herhangi bir kilitlenme veya kayma söz konusu değildir. Bu sayede direksiyona hakimiyet tam, fren mesafesi normalden daha kısadır.

ESP (Electronic Stability Program)

ESP, Bosch tarafından geliştirilmiş, otomobilerde kullanılan bir sürüş destek birimidir. Açılımı Electronic Stability Program (Elektronik Denge Programı) olan sistemi ilk defa 1995 yılında Mercedes firması tarafından kullanılmıştır.

Farklı firmalarda farklı isimlerle anılan bu sistemin mantığı genel olarak şöyledir; Bir merkezi kontrol ünitesi, direksiyon açı sensörlerinden, moment sensörlerinden, ABS fren sisteminin sensörlerinden gelen verileri değerlendirerek, aracın kayıp kaymadığını hesaplar. Buna göre gerekli tekerlere fren yaptırarak ve motor gücüne müdahale ederek aracı tekrar izine döndürmeye çalışır. Örneğin araç önden kayarsa viraj içinde kalan arka tekerlek, arkadan kayarsa viraj dışında kalan ön tekerlek bağımsız olarak frenlenir. Böylece araç tekrar doğru ize döndürülmeye çalışılır.

ASR – ETC (Electronic Traction Control)
Anti-Patinaj Sistemleri (ASR) 1987 yılında piyasaya sürülmüştür. ASR sistemi ilk kalkışta ve hızlanmada, tahrik tekerleklerinin aşırı dönmesini engelleyerek, aracın güvenli hareketini sağlar. Bu sistemin diğer kısaltılmış adı ingilizce anlamından dolayı ETC (Electronic Traction Control) olarak da bilinir. Trafik güvenliği açısından önemli katkılar içermekte ve kritik fren anlarında aracın direksiyon ve sürüş güvenliğini sağlamaktadır.

FDR – VDC (Vehicle Dynamic Control)

Araç Dinamik Kontrolü (FDR)Her türlü sürüş anında güvenliği sağlamak üzere üretime almıştır. Özellikle virajlarda ve ani yol değişikliklerinde FDR sistemi, çok hızlı bir şekilde motor, şanzıman ve frene müdahale ederek aracın savrulmasını önler. Bu sistemin diğer kısaltılmış adı ingilizce anlamından dolayı VDC (Vehicle Dynamic Control) olarak da bilinir.

Hava Yastığı
Sim_picHava yastığı (Airbag, Yardımcı Koruma Sistemi/SRS), otomobillerde çarpışma anında çok hızlı bir şekilde açılıp bir gaz veya hava ile şişerek yolcunun yaralanmasını önleyen, esnek bir malzemeden yapılmış koruma sistemi. Tipik bir hava yastığı saniyenin 1/10’undan kısa sürede açılır, birkaç saniye sonra da sönerek yolcunun hareketini ve araçtan çıkmasını kolaylaştırır.

Emniyet Kemeri

THUMS_V5dUlaşım araçlarında yolcuların güvenliklerini sağlamak üzere otomotiv üretici firmaları tarafından hazırlanmış ve insanların ulaşım esnasında can güvenliklerinin sağlanması amacıyla kullanılan bir düzenektir. Kaza anında yolcuyu sabit tutarak yolcunun fırlamasını ve bir yerlere çarpmasını engeller.

Gövde Sağlamlığı

Kaza anında büyük enerji açığa çıkar, bu enerjinin araçtaki yolculara zarar vermeden yutulması gerekir. Modern otomobillerde gövdenin bir bölümü sağlam ve serttir, otomobil takla atsa bile zarar görmeyen bu bölüme yolcu kafesi denir.  Otomobilin geriye kalan kısmı da kaza anında açığa çıkan enerjiyi yutabilmesi için kaza anında ezilebilecek şekilde yapılmış ve ezilebilir bölümler olarak adlandırılmıştır. Bu ezilebilen bölümler kaza anında açığa çıkan enerjinin büyük bir bölümünü yutar geriye kalan enerji de otomobilin gövdesinde yolculara zarar vermeyecek şekilde yönlendirilir.

crash-course-load-paths-2-photos-original

Aerodinamik

Aerodinamik, genel anlamda havanın kuvvetsel etkilerini inceleyen bilim dalıdır, hareketli bir cismin hava akımı içindeki davranışının incelenmesidir. Katı bir cisim etrafında akan hava veya hareketsiz duran hava içinde hareket eden katı cisim söz konusu olduğunda hava, aerodinamik kanunlarına uygun davranır. Havanın göreli hareketinden kaynaklanan kuvvetler taşıma ve sürükleme kuvvetleridir, direnç kuvvetleridir. Hava taşımacılığında bu iki kuvvet önemli yer tutarken kara nakil araçları için belli bir hıza kadar sadece direnç sürükleme kuvveti göz önüne alınır.  Kuvvetler, hızın karesi ile orantılıdır.

Aerodinamiğin ne olduğunu anlamak için sürtünmenin ne olduğunu bilmek gerekir. Sürtünme kuvveti, temas halinde olan iki nesnenin arasında oluşan ve harekete karşı koyan kuvvete verilen isimdir. Sürtünme gücün boşa harcanmasına, ısı üretilmesine ve birbirine sürtünen yüzeylerin zamanla aşınmasına sebep olur. Sürtünme azaltılırsa otomobiller daha az enerji harcar ve daha hızlı gidebilir. Diğer bir yandan sürtünme olmadan otomobilin hareket edebilmesi de mümkün değildir. Tekerlekler ile yol arasındaki sürtünme, lastiğin yolu tutmasını ve otomobilin hareket etmesini sağlar. Fren sistemi de sürtünme sayesinde işe yarar.

CLA_Aerodinamik_sampiyonu

Hava Sürtünmesi

Hareket halindeki bir otomobilin hava ile teması sürtünmenin oluşmasına sebep olur. İlk önce uçakları incelemek için geliştirilmiştir fakat günümüzde motorlu araçların incelenmesinde de kullanılmaktadır.

İlk binek otolarının bir telefon kulübesinden farkı yok iken günümüzdeki otomobil üreticileri araçlarının daha iyi aerodinamik özelliklere sahip olmaları amacıyla köklü form değişikliklerine gitmişlerdir. Günümüz otomobillerinde özel gövde şekilleri ve bazı özellikleri ile aerodinamik kurallarına göre geliştirilmiştir. Modern otomobillerin şekilleri hava akımına daha az karşı koyacak şekilde tasarlanmış böylece hava otomobilin çevresinde kolayca geçebilmektedir. Bu da havadan kaynaklanan sürtünmeyi azaltır.

Hava Direnç Katsayısının Hesaplanması

Düşük hızlarda hava direnci diğer kayıplar yanında oldukça düşük mertebelerdedir. Ancak hız 30-40 km/h değerine ulaşınca hava direnci önem kazanır. Bunun sebebi hava direncinin hızın karesiyle doğru orantılı olarak artmasıdır.

Geometrik boyutları araç dış formuna bağlı direnç katsayısı (cw) belli olan bir araca herhangi bir hızda etkiyen direnç kuvveti hesaplanabilir. Örnek olarak ; hızı 30 m/sn (108 km/h) olan bir aracın rüzgara dik kesit yüzeyi 3m’kare olsun. Aracın direnç katsayısı Cw =0,45 ise bu araca etkiyen direnç şu şekilde bulunur :

D=0,5 x d x Cw x A x V²

Burada;
d : Havanın yoğunluğu ( 1.255 kg/m³ )
A : Aracın dik kesit alanı ( m² )
V : aracın hızı ( m/sn ) dir.
D= 0,5 x 1,255 x 0,45 x 3 x (30)²
D= 762,4Newton

Bu kuvvet 80 kg ağırlığında bir kütleyi havaya kaldırmak için gerekli olan kuvvete eşittir.

Sürtünmenin Azaltılması

Aracın kaportası çevresinde akan havanın mümkün olduğunca kesintisiz ve pürüzsüz bir yüzey etrafında akması sağlanarak direnç katsayısı daha da düşürülebilmiştir. Bu amaca yönelik araçlarda kapı camlarının ve farların kaporta ile bir yüzeyde dizayn edilmesi, ön ve arka camların daha yatık dizayn edilmesi, yan aynaların formunun aerodinamik özellik taşıması, lastik oyuklarının genişletilmiş çamurluklarla örtülmesi, ön ve arka tekerlekler arasına etekler yerleştirilmesi, ön panel altına hava kesiciler yerleştirilmesi, jant kapaklarının mümkün olduğunca aerodinamik yapıda imal edilmeleri, aracın altındaki düzgünsüzlükleri alt kaplama takviyesi ile kamufle edilmesi gibi önlemlere rastlanmaktadır.

Rüzgar Tüneli

Rüzgâr tüneli, hava gibi hareketli bir gaz içinde bulunan katı cisimlere gazın uyguladığı etkinin incelenmesi, araştırılması ve yorumlanması için tasarlanmış ve üretilmiş içindeki havanın hareket ettirildiği ve hızının ayarlanabildiği tünellere denir.

Rüzgar-Tunelii

Rüzgar tüneli içine yerleştirilen gerçek ya da küçültülmüş boyutlardaki parça ve araçların aerodinamik niteliklerinin, denetlenebilen koşullar altında denenmesinde yararlanılır. Düzgün bir gaz ya da hava akışı sağlaması gerektiği gibi, gerekli hızlara göre farklı düzenekler kullanılır. Modern rüzgar tünellerinde değişik hava koşulları da yaratılabilir. Örneğin tünele basınçlı su verilerek otomobilin sağnak yağmurda su alıp almadığına bakılabilir.

 

Motor

Otomobillerin çoğu içten yanmalı motorlarla çalışır. İçten yanmalı motor kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye dönüştüren bir güç makinasıdır. Hava-yakıt karışımı silindir içinde yakıldığı için içten yanmalı motor olarak adlandırırlır. Günümüzdeki otomobillerin çoğu dört silindirlidir, bu sayı yarış ve spor otomobillerinde on altıya kadar çıkmaktadır.

engine

 Dört zamanlı bir motor çevrimi;

1. Emme zamanında; piston aşağı inerken emme supabı açılır ve hava yakıt karışımı silindire dolar.
2. Sıkıştırma zamanında; piston yukarı çıkarken her iki supap da kapandığından hava-yakıt karışımı sıkışır ve ısınır. bujinin kıvılcımıyla karışım ateşlenir.
3. Yanma ya da patlama zamanında; buji kıvılcımıyla karışım yanarak genleşir, iki supap da kapalı olduğundan bu genleşme ile pistonu aşağı iter. Motor bu itme hareketi ile güç oluşturur.
4. Egzoz zamanında; egzoz supabı açılır,  pistonun yukarı doğru hareketiyle yanmış gazlar silindirden dışarı atılır. Böylece motorun bir tam çevrimi tamamlanmış olur, bundan sonra motor yeni bir çevrime başlar.

Bir çevrimin tamamlanması süresince krank mili; dört zamanlı motorlarda iki tam devirde, iki zamanlı motorlarda ise bir tam devirde gerçekleşir. İki zamanlı motorlara göre daha verimli olan dört zamanlı motorlar, günümüzde en çok kullanılan içten yanmalı motor tipidir.
çalışma