Fren sisteminin görevi Nedir?
Araçlarda
fren sisteminin görevleri;
*Aracın
hızını azaltmak,
*Aracı
durdurmak,
*Duran
aracı yerinde sabitlemektir (el freni).
Fren Sistemi Nedir?
Fren sistemi aracın güvenli bir biçimde
yavaşlamasını veya durmasını sağlayan en önemli aktif güvenlik sistemlerinden
biridir.
Fren Sistemi Nasıl Çalışır?
Frenleme
olayı, hareket halindeki aracın kinetik enerjisinin (hareket enerjisinin), ısı
enerjisine dönüştürülmesi işlemidir. Aracın hareket enerjisi, balataların diske
sürtünmesiyle oluşan ısı enerjisine dönüşür ve araç yavaşlar veya durur.
Sürücü
fren pedalına bastığında, bu itme hareketi bir itme çubuğuyla fren servosuna
iletilir, fren pedalı bağlantısı bir levye gibi çalışır ve itme kuvveti arttırılarak
fren servosuna iletilir. Fren servosu, sürücünün bu itme kuvvetini daha da
arttırarak, hemen önünde bulunan fren ana merkezindeki piston koluna iletilir.
Fren ana merkezinde hidrolik fren yağı bulunur.
Sürücünün pedalı itmesiyle
gelen ve servoyla daha da kuvvetlendirilen itme hareketiyle, fren merkezindeki
pistonlar hidrolik sıvıyı basınçlandırarak (daha büyük kuvvetle), hidrolik boru
ve hortumlar vasıtasıyla tekerleklerdeki fren silindirlerine ve kaliperlerdeki
pistonlara iletirler.
Diskli
frenlerde fren kaliperi bulunur. Basınçlı hidrolik sıvı kaliperdeki silindirin
içerisinde bulunan pistonu diske doğru iter, pistonun önünde fren balatası
vardır, fren balatasının diske sürtmesiyle, tekerlek merkezine sabitlenmiş disk
yavaşlar, tekerlek yavaşlar veya durur. Kampanalı frenlerde kampana içinde bir
tekerlek fren silindiri bulunur.
Hidrolik
frenin çalışması, pascal prensibine dayanır.
Hidrolik
fren sistemlerine, gelişen teknolojiyle elektronik donanımlar eklenmiş ve
çalışması iyileştirilmiştir. Bunlar, ABS, ASR, ESP vb. ilave sistemlerdir. Yeni
nesil araçlarda ABS sistemi standart olarak sunulmakta ve ESP sisteminin
kullanımı oldukça yaygınlaşmaktadır, bu sistemlerle birlikte fren sisteminde
çok sayıda sensör ve aktivatör fren sistemine ilave edilmiştir.
Günümüzde
kullanılan orta sınıf binek araçlar ve hafif ticari araçlarda (kamyonet-doblo
tipi araçlar) genellikle ön tekerleklerde disk frenler, arka tekerleklerdeyse
kampanalı frenler kullanılıyor. Bununla beraber 2016 yılı itibariyle üretilen
araçlarda 4 tekerde diskli fren kullanımı giderek yaygınlaşmaya başlamıştır.
Ağır
yük taşıyan kamyon ve otobüs gibi araçlarda havalı (pnömatik) fren sistemleri
kullanılmaktadır.
Fren Sistemi Çeşitleri Nelerdir?
Fren sistemleri temel olarak 3 ana başlıkta
incelenebilir, bunlar El Freni, Servis (ayak) Freni ve Yardımcı Fren Sistemleridir.
EL FRENİ
-Mekanik El Freni
-Elektrik Yardımlı Park Freni (Bakınız: Elektronik Park Freni)
SERVİS FRENİ (AYAK FRENİ)
-Mekanik Frenler (Günümüzde Kullanılmaz)
-Klasik Hidrolik Frenler (Hidrovak yok,
günümüzde kullanılmaz)
-Vakum Yardımlı Hidrolik Frenler (Günümüzde
en yaygın kullanılan tip)
-Hava Yardımlı Hidrolik Frenler
-Havalı Frenler (Kamyon ve Otobüslerde)
-Elektrikli Frenler
YARDIMCI FREN SİSTEMLERİ
-Abs Fren Sistemi (Bakınız: ABS Fren Sistemi)
-Çekiş (Patinaj) Kontrol Sistemi (ASR – TRC –
TCS) (Bakınız: ASR Çekiş Kontrol Sistemi)
-Elektronik Stabilite Sistemi (ESP – ESC –
VSC) (Bkz: ESP Sistemi)
-Elektronik Fren Dağılımı Sistemi (EBD) (Bakınız: EBD Sistemi)
– Aşınmasız Fren Sistemleri (Retarder – Egzoz
Freni – Motor Freni)
Hidrolik Fren Sisteminin Temel Parçaları Nelerdir?
Genel olarak fren sistemin parçaları; fren
pedalı, fren servosu (westinghouse), Fren ana merkezi, Hidrolik valf modülü,
firen boruları ve hortumları, fren diskleri, fren kampanaları, kaliperler,
tekerlek fren silindirleri, fren balataları.
HİDROLİK FREN SİSTEMİ
Hidrolik Fren Sisteminin Çalışma Prensibi
Fren sistemi, aracın hareket enerjisini fren
mekanizmasındaki sürtünmeyle ısı enerjisine dönüştürerek, aracın yavaşlamasını
veya durmasını sağlar. Hidrolik fren sistemi, fren sisteminde hidrolik sıvının
kullanılmasına, fren pedalında oluşturulan kuvvetin pascal prensibiyle
arttırılarak tekerlek silindirlerine iletilmesine, böylece sürücünün ayağıyla
fren pedalında oluşturduğu çok az bir itme kuvvetinin, balatalarla aracı
kolayca durdurabilecek bir sürtünme kuvvetine dönüştürülmesi mantığına dayanır.
Tekerleklerde bulunan kampanalı veya diskli
fren mekanizmalarında, basınçlı hidrolik sıvının pistonu itmesi ve balatayı
diske veya kampanaya itmesiyle oluşan sürtünme, tekerleği yavaşlatır veya
durdurur. Tekerlek yavaşlarken, üzerindeki lastik yola sürtünerek aracı yavaşlatır ve/veya durdurur. Aracı yavaşlatan-durduran şey, lastik ve yol arasındaki sürtünme katsayısıdır. Daha fazla bilgi için (Bkz: Frenleme Kuvveti-Sürtünme Katsayısı)
Aslında olan şey, pedal ile oluşturulan
mekanik hareketin, arttırılmış bir hidrolik basınca dönüştürülmesi, bu yüksek
hidrolik basıncın tekerlek fren mekanizmasında tekrar kuvvetli bir mekanik
harekete dönüştürülmesi olayıdır. Düşük kuvvet — > büyük hidrolik basınç
(pascal prensibi) — > büyük kuvvetle tekerlekte frenleme.
Fren Sistemi Parçaları ve Görevleri
Fren Pedalı: Hidrolik fren sisteminde frenlemenin dozajı
ve itme kuvveti, fren pedalıyla sürücü tarafından oluşturulur. Fren pedalı bir
manivela şeklindedir ve ayakla bastırılan pedal kuvvetinin yaklaşık 5 kat
arttırarak, fren servosuna bir itme kuvveti olarak iletir.
Fren Servosu -Hidrovak (Westinghouse): Fren
pedalında oluşan itme kuvveti, fren servosu tarafından arttırılarak, fren ana
merkezine iletilir. Fren servosu vakum kuvvetiyle, fren pedalının itme
kuvvetini arttırır. Daha fazla bilgi için (Bakınız: Fren Servosu Çalışması ve Görevi) (Bakınız: Fren Servosu Arızası)
Fren Ana Merkez Silindiri: Fren ana merkezi, fren servosunun hemen önünde
bulunur. Fren ana merkez silindirinin görevi: Fren servosundan gelen itme
kuvveti, fren ana merkez silindirinde hidrolik basınca dönüştürülür. Bu
hidrolik basınç iki adet fren çıkış borusuyla; ön ve arka tekerlekler veya sağ
ön sol arka – sol ön sağ arka şeklinde; tekerleklerdeki fren kaliperlerine
(kampanalıysa fren silindirlerine) gönderilir. Daha fazla bilgi için (Bakınız: Fren Merkez Silindiri)
Eğer araç ABS fren sistemine sahipse, fren
merkezinden çıkan bu iki fren hattı, ABS hidrolik modülü girişine bağlanmıştır.
Buradan her bir tekerleğe ayrı ayrı hidrolik fren basıncı gönderilir.
Fren Hidrolik Kutusu (Rezervuar): Fren yağı hidrolik
kutusu, fren ana merkez silindirinin hemen üzerinde tek parça halinde bulunur.
İçerisinde fren hidrolik yağı depolanmıştır ve fren sisteminin ihtiyaç duyduğu
yağ buradan çekilir, sistemden dönen yağ tekrar bu depoya döner.
Fren Limitörü (Fren Basınç Oranlayıcı Valfi): Fren
limitörü ABS fren sistemi olmayan eski tip araçlarda kullanılır. Frenleme
basıncının genellikle %70 ön tekerleklere, %30 arka tekerleklere gönderilmesi
gerekir; çünkü motor önde ve frenleme esnasında aracın ağırlığı ön tekerleklere
bindiğinden, aracın ön tekerleklerinin daha fazla fren basıncına, arka
tekerleklerin daha az fren basıncına ihtiyacı vardır. Frene basıldığında, arka
tekerlere giden fren hidroliğinin
basıncını azaltan bu hidrolik valfe fren limitörü denir.
Yük taşıyan kamyon – kamyonet gibi araçlarda,
arka tekerleklere gönderilen fren basıncının, yük miktarına göre arttırılmasını
sağlamak amacıyla, yüke duyarlı fren limitörü kullanılmaktadır. Buna fren regülatörü de denir.
Diskli Fren Mekanizması: Frenlemenin meydana geldiği parçadır. Fren
ana merkezinden gelen basınçlı fren hidroliği, kaliperdeki pistona etki eder,
piston basınçla ileri hareket ederek önündeki fren balatsını fren diskine
bastırır ve sürtünme sonucu disk-tekerlek yavaşlar veya durur. Yeni nesil binek
otomobillerde hem ön hem arka tekerleklerde disk frenler kullanılır, bununla
beraber önler disk fren, arkalar kampanalı fren düzeni binek otomobillerde ve
hafif ticari araçlarda oldukça yaygındır.
Daha fazla bilgi için (Bkz: Diskli Fren Sistemi)
(Diskli Fren Parçaları ve Kampanalı Fren Parçaları)
Kampanalı Fren Mekanizması: Kampanalı fren mekanizması genellikle yük
taşıyan ticari araçlarda (kamyonlarda), binek otomobillerin ve hafif ticari
araçların arka tekerleklerinde kullanılmaktadır. Fren tablasında bulunan fren
silindirine, fren ana merkezinden gönderilen hidrolik yağın etkisiyle,
silindirin içindeki pistonlar iki yana doğru açılır ve üzerinde fren balataları
bulunan fren pabuçlarını kampanaya doğru bastırarak sürter, böylece frenleme
gerçekleşmiş olur. Fren tablasında ayrıca el freni mekanizması da bulunur. Daha fazla bilgi için (Bkz: Kampanalı Fren Sistemi)
(Bkz:Fren Sistemi Arızaları ve Belirtileri)
(Bkz: Fren Balatası Nedir? Balata Ne Zaman Değiştirilir?)
(Bkz: Fren Hidrolik Yağı)
(Bkz: Fren Müşürü)
(Bkz: Fren Pedalına Basınca Oluşan Titreşim ve Aracın Sağa Sola Çekmesi)
(Bkz: Yokuş Kalkış Destek Sistemi)
(Bkz: Fren Mesafesi-Durma Mesafesi)