Mekanik Acil Fren Destek Sistemi Nasıl Çalışır?

Mekanik acil fren destek sistemi, sürücünün acil bir durumda fren pedalına hızlı veya yüksek kuvvetle basmasını algılayarak fren servosunun oluşturduğu destek kuvvetini artırmaya yardımcı olan mekanik bir fren destek sistemidir. Sistem özellikle ani frenleme sırasında sürücünün fren pedalına uyguladığı kuvvetin daha etkili biçimde fren sistemine aktarılmasını amaçlar.

Bu sistem fren servosuna doğrudan entegre edilmiştir. Sistem üzerinde yapılacak sökme, takma ve onarım işlemlerinde araç üreticisinin servis prosedürleri esas alınmalıdır. Değiştirme işlemlerinde tespit cıvataları belirtilen sırada ve üreticinin öngördüğü sıkma torkunda sıkılmalıdır.

Bu örnekte incelenen sistemin üreticisi TRW‘dir. Fren destek sistemi üzerinde bulunan tanıtım etiketi, araçta bu sistemin bulunduğunun anlaşılmasına yardımcı olur.

Mekanik acil fren desteğinin çalışma prensibini daha iyi anlayabilmek için öncelikle klasik vakumlu fren servosunun çalışma şekline bakalım.

Klasik Fren Destek Sisteminin Çalışması

Klasik fren servosunda motorun veya vakum sisteminin oluşturduğu vakum ile atmosfer basıncı arasındaki farktan yararlanılarak sürücünün fren pedalına uyguladığı kuvvet desteklenir.

Serbest konumda A ve B bölmelerine, düzenleyici supaba (6) dayanan hassas piston (3) aracılığıyla vakum uygulanır. Böylece fren pedalına basılmadığında servonun iki bölmesi arasında gerekli basınç dengesi sağlanır.

Sürücü fren pedalına bastığında kumanda çubuğu (1), hassas pistonu (3) iter. Pul (5), reaksiyon diskine (4) kuvvet uygular. Düzenleyici supap (6) üzerinden arka bölmeye atmosfer basıncındaki hava alınır. Ön ve arka bölme arasında oluşan basınç farkı diyaframı hareket ettirerek sürücünün frenleme kuvvetine destek sağlar.

Sürücü fren pedalına uyguladığı kuvveti sabit tuttuğunda, reaksiyon diski (4) ve vana gövdelerinin (8) konumu frenleme kuvvetine göre dengelenir. Düzenleyici supap (6) atmosfer basıncındaki havanın arka bölmeye girişini sınırlar. Böylece istenen fren desteği belirli bir seviyede tutulur.

Sürücü fren pedalını serbest bıraktığında geri getirme yayı (2), hassas pistonu (3) düzenleyici supaba (6) doğru iter. İki bölme arasındaki bağlantı yeniden açılır ve basınç farkı ortadan kalkar. Diyafram yayı (9), vana gövdelerini (8) başlangıç konumuna getirir.

Mekanik Acil Fren Destek Sisteminin Yapısı

Mekanik acil fren destek sistemi, klasik fren servosunun çalışma prensibine ilave mekanik parçalar kullanarak acil frenleme durumunu algılayabilen bir yapı oluşturur.

Bu örnekteki fren destek sistemi farklı uzunluklarda iki kumanda çubuğuyla kullanılabilmektedir. Uzun kumanda çubuğu yaklaşık 100 mm ve soldan direksiyonlu araçlar, kısa kumanda çubuğu ise yaklaşık 70 mm ve sağdan direksiyonlu araçlar için belirtilmiştir. Bu ölçüler incelenen sisteme özgüdür; uygulamada araç üreticisinin parça ve servis bilgileri esas alınmalıdır.

Mekanik Acil Fren Desteği Nasıl Devreye Girer?

İncelenen mekanik acil fren destek sisteminde acil fren desteğinin harekete geçmesinde iki temel etken bulunmaktadır:

• Fren pedalına basma hızının yüksek olması,
• Fren pedalına yüksek kuvvet uygulanması.

Bu iki parametrenin mekanik olarak değerlendirilmesinde mıknatıs (5), ana piston (4) ve aralarındaki mesafe (14) önemli rol oynar. Bu mesafe, sistemin acil fren desteğine geçiş eşiğinin belirlenmesinde kullanılan mekanik düzenin bir parçasıdır.

Klasik Frenleme Aşaması

Sürücü normal şekilde fren pedalına bastığında kumanda çubuğu (1), hassas pistonu (3) iter. Hassas piston da ana pistonun (4) hareket etmesini sağlar. Pul (8), reaksiyon diskine (7) kuvvet uygular ve ana piston yayı (6) bir miktar sıkışır.

Bu durumda mesafe (14) azalır ancak ana piston (4), mıknatısa (5) temas edecek kadar ilerlemez. Atmosfer basıncındaki hava düzenleyici supaptan (9) geçerek arka bölmeye alınır.

Kanca (11) destek gövdesinden ayrılır. Sürücü pedala basmayı sürdürürse düzenleyici supap (9), reaksiyon diskinin (7) oluşturduğu etki sonucunda atmosfer girişini sınırlar. Böylece fren servosunun sağladığı destek sürücünün pedal kuvvetine uygun seviyede dengelenir.

Sürücü fren pedalını serbest bıraktığında geri getirme yayı (2), hassas pistonu (3) başlangıç yönüne iter. Ana piston yayı (6) da ana pistonu (4), iki bölme arasındaki bağlantı kanalını açacak konuma getirir. Diyafram yayı (13), vana gövdelerini (12) başlangıç konumuna iter ve kanca (11) tekrar destek gövdesiyle temas eder.

Bu çalışma şekli klasik destekli frenleme durumunu oluşturur.

Acil Fren Yapma Aşaması

Fren Destek Sisteminin Harekete Geçmesi

Sürücü fren pedalına hızlı veya yüksek kuvvetle bastığında kumanda çubuğu (1), hassas pistonu (3) hızla iter. Hassas piston ana pistonun (4) hareket etmesini sağlar. Pul (8), reaksiyon diskini (7) kuvvetle sıkıştırırken ana piston yayı (6) sıkışır.

Ana piston (4) mıknatısla (5) temas ettiğinde aralarındaki mesafe (14) sıfıra yaklaşır. Düzenleyici supap (9) üzerinden atmosfer basıncındaki hava arka bölmeye alınmaya devam eder.

Kanca (11) destek gövdesinden ayrılır. Ana pistonun (4) mıknatısla (5) temas etmesiyle sistem acil fren desteği çalışma konumuna geçer.

Acil Fren Desteğinin Sürdürülmesi

Sürücü fren pedalına uyguladığı kuvveti sürdürdüğünde reaksiyon diski (7) ve vana gövdeleri (12), hassas pistonun (3) hareketine bağlı olarak konum değiştirir. Ana piston (4), mıknatıs (5) tarafından tutulduğu için düzenleyici supabın (9) atmosfer girişini açık tutmasına imkân veren konum korunur.

Bunun sonucunda arka bölmeye atmosfer basıncındaki hava alınmaya devam eder ve servonun iki bölmesi arasındaki basınç farkı artar. Böylece sürücünün fren pedalına uyguladığı kuvvete ilave destek sağlanır.

Fren Destek Sisteminin Devreden Çıkması

Sürücü fren pedalını serbest bıraktığında kumanda çubuğu (1), geri getirme yayının (2) etkisiyle geri döner. Hassas piston (3) da geri hareket eder ve anahtar (10) ile kancayı (11) beraberinde hareket ettirir. Kanca, ana pistonun (4) yuvasına girer.

Mıknatısın (5) ana piston üzerindeki tutma etkisini yenmek için hassas piston (3) geri hareket etmeye devam eder. Anahtar (10), ana pistona (4) dayanak oluşturacak konuma geldiğinde geri getirme yaylarının (2 ve 6) kuvveti ana pistonu mıknatıstan ayırır.

Ana piston (4), düzenleyici supaba (9) doğru hareket ederek iki bölme arasındaki bağlantı kanalının yeniden açılmasını sağlar. Diyafram yayı (13) da vana gövdelerini (12) bekleme konumuna getirir.

Kanca (11), destek sisteminin gövdesine temas ederek ana piston (4) ile hassas piston (3) arasındaki mekanik düzenin tekrar başlangıç konumuna gelmesini sağlar.

Bekleme konumuna geçiş sırasında kancanın (11) iki önemli görevi vardır:

• Geri getirme yaylarının (2 ve 6) kuvvetlerinin gerekli anda birlikte etkili olmasını sağlar. Anahtar (10) ile ana piston (4) arasında çalışma boşluğu bulunmaktadır.
• Hassas pistonun ana pistonla (4) birlikte hareket etmesine yardımcı olarak sürücünün yeniden fren pedalına bastığında doğrudan frenleme yapabilmesini sağlar. Böylece mekanizma içerisindeki boşluğun pedal hareketinde gecikme veya kararsızlık hissi oluşturması önlenir.

Önemli: Bu sistemde kancanın (11) ana pistondaki (4) yuvasına oturması veya yuvasından çıkması sırasında mekanik bir ses duyulabilir. İncelenen sistemin çalışma özelliği gereği ortaya çıkabilen bu ses tek başına arıza göstergesi olarak değerlendirilmemelidir.

Mekanik Acil Fren Destek Sisteminin Önemi

Mekanik acil fren destek sistemi, sürücünün tehlike anında fren pedalına hızlı ve kuvvetli basmasını mekanik olarak algılayarak fren servosunun desteğinden daha etkili yararlanılmasını sağlar. Bununla birlikte aracın gerçek frenleme performansı; yol koşulları, lastikler, fren sistemi, araç hızı ve ABS gibi diğer sistemlerin çalışma durumundan da etkilenir.

Fren sistemi hakkında daha ayrıntılı bilgi için fren sistemi elemanları konusunu da inceleyebilirsiniz.

Motorlu Araçlar Teknolojisi alanındaki diğer teknik anlatımlar için otomotiv eğitim içerikleri sayfasına göz atabilirsiniz.