Hareket halindeki bir aracı yavaşlatmaya veya durdurmaya, duran bir aracın ise yerinde sabit olarak kalmasını sağlamaya yarayan sisteme fren sistemi denir.Aracın toplam hareket enerjisi, balataların diske sürtünmesiyle oluşan ısı enerjisine dönüşür ve araç durur. (KE=1/2 mV2) Fren sistemlerinin çalışma mekanizmasını açıklayan iki tür sürtünme söz konusudur; kinetik (hareketli) ve statik (durgun).
Fren yapınca sürtünme elemanlarında kinetik sürtünme, lastik ile yol arasında ise statik sürtünme oluşur ve bu sayede araç yavaşlar.
Hidrolik frenlerde aracın frenleme organlarını çalıştırmak için hidrolik yağ basıncından
yararlanılır. Fren sisteminde pedala kuvvet uygulandığında merkez silindirinin pistonu basınç oluşturur. Oluşan bu basınç, borular vasıtasıyla tekerlek silindirlerine ulaştırılır.Tekerlek silindirlerinin pistonları açılarak frenleme sağlanır. Hidrolik fren sistemleri daha çok binek araçlarda kullanılır. Diğer sistemlere göre tepki süresi daha kısadır.İmalatı daha kolay ve sistem olarak daha ucuzdur.
Bir otomobil fren sisteminin çalışması temel iki fizik prensibine dayanır.
- Kapalı sistem içerisindeki bir akışkan uygulanan basıncı tüm yönlere eşit olarak iletir.
- Enerji, yoktan var edilemez; var olan enerjide yok edilemez. Fakat enerjinin diğer formlarına dönüştürülebilir.
Pascal prensibine göre bir kabın içine konulmuş sıkıştırılamayan bir akışkanın herhangi bir yerinde meydana gelen bir basınç değişimi kabın şekli nasıl olursa olsun, kabın iç yüzeylerinin her noktasına sıvı tarafından aynı büyüklükte iletilir.Sıvılar, hareketin ve kuvvetin iletiminde kullanılırlar.Sıvılar sıkıştırılamayan akışkanlardır. Çünkü sıvıların molekülleri arasında boşluk azdır . Hava sıkıştırılabilirdir. Bu yüzden sistemdeki hava frenlemenin yetersiz olmasına neden olacaktır.
Bir alana bir kuvvet etki ettiğinde basınç oluşur .
Formülü : Basınç = Kuvvet / kesit alanı ( P = F / A )
Fren merkez pompasında etkin olan basınç, tekerlek silindirlerinin hepsine eşit miktarlarda aktarılır. Frenleme kuvveti tekerlek silindirlerinin çaplarına bağlı olarak değişecektir. Eğer aracın ön tekerleklerinde frenleme kuvvetini fazla istiyorsak ön silindir normalinden daha büyük olmalıdır.
Tüm tekerlek yüklerine uygun olarak frenlendikleri takdirde en kısa fren mesafesine ulaşılır (İdeal Frenleme).İdeal fren kuvveti dağılımına yaklaşabilmek için uygun fren kuvveti regülatörü ile fren kuvveti dağılımı oranının değiştirilmesi yoluna gidilmektedir. Fren kuvveti dağılım oranının değiştiren farklı tipte fren kuvvet regülatörleri vardır.
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.
Kaynakça
https://www.howacarworks.com/basics/how-the-braking-system-works
http://what-when-how.com/automobile/hydraulic-braking-system-automobile/
https://www.lesschwab.com/learn/article/complete-guide-to-disc-brakes-and-drum-brakes
Yorumlar