ABS Fren Sistemi Nedir

Bu yazımda ABS fren sistemi hakkında bilgiler vereceğim. Bir otomobilin lastiği yol yüzeyinde kaymaksızın dönüyorsa (yuvarlanıyorsa), o zaman yol tekere maksimum sürtünme kuvvetini yani μ_sn değerindeki statik sürtünme kuvvetini uygular. Bu durumda statik sürtünme katsayısı kullanılma­lıdır. Çünkü tekerlek ile yolun temas noktasındaki yüzey­lerde eğer tekerlek patinaj yapmıyorsa herhangi bir kayma olmaz. Eğer tekerlek patinaj yapmaya başlarsa sürtünme kuvveti m_kn değerine düşer. Böylece sürtünme kuvvetini azami derecede artırmak, durma mesafesini küçültmek için tekerlekler sadece (dönme) yuvarlanma hareketi yap­malı kayma hareketi yapmamalıdır. Tekerleklerin yalnız dönüş hareketi yapıyor olmasının ilave bir faydasıda kayma olduğu zamandakine benzer şekilde direksiyon kontrolününün kaybedilmemesidir.

Malesef acil durumlarda sürücüler genellikle elden geldiğince acı fren yaparlar ve frenler kilitlenir. Bu hal te­kerleklerin dönüşünü durdurur. Bu da bir kaymanın olma­sı ile sürtünme kuvvetinin statikten kinetik sürtünme kuv­vetine düşmesi, azalması demektir. Bu problemi çözmek için makina mühendisleri kilitlenmesiz fren sistemi (ABS) geliştirdiler öyle ki frenleme anında tekerleğin dönmesinin duracağı anda freni serbest bırakarak problem çözüldü. Bu, asfalt ile lastiğin yuvarlanma temasının korunması de­mektir. Frenlemenin kesik kesik olması durumundaki dur­ma mesafesi, frene aralıksız olarak basıldığı zaman oluşan durma mesafesinden daha büyüktür. Böyle olmakla birlik­te frenlemenin kesik aralıklarla uygulanması bilgisayar kontrollü olarak yapılırsa frenin serbest kalma zamanları minimuma indirilir. Bunun sonucu olarakta durma mesa­fesi frene kesintisiz basarak tekerleklerin kaydığı durma mesafesinden çok çok az olur.

ABS – Anti Kilit Frenleme Sistemi

Bir arabanın durmasını gerçek verilere dayandırarak modelledim. AutoWeek dergisinin son sayısında Toyota Corolla’nın frenleme kabiliyeti ölçüldü: Bu veriler iyi yetiş­miş, eğitimli bir sürücü tarafından frenleme kuvveti için el­de edilen verileri gösterir, ivmeyi sabit kabul ederek başla­yalım. (Bu kabulu niçin yaptık?) Dergi ilk hızları ve duruş mesafelerini SI birimlerinden farklı birimlerde verdi. Bu değerleri SI birimlerine çevirdikten sonra farklı hızlardaki

ivmeleri belirlemek için v_xs² = v_xi² + 2a_xx formülünü kullanırız. Farklı hızlar için bulunan ivme değerleri, sabit ivme­li hareket kabulümüzün uygun bir kabul olduğunu göste­rir.

İvmenin ortalama değeri olan -8,4 m/s² yi alırız ve bu yak­laşık olarak 0,86gye karşı gelir. O zaman ∑F = μ_smg = ma ifa­desinden sürtünme katsayısını hesaplarız. Toyota için bu eşitlik μ_s = 0,86 değerini verir. Bu değer tablo 5.2 de verilen Lastik ile beton arasındaki den düşüktür. Bunun sebebi­ni düşünebilir misiniz?

Şimdi tekerlekler kaymakta iken duruş uzaklıklarını tahmin etmeye çalışalım. Tablo 5.2 ye bakarak, be­ton üzerinde lastik için statik ve kinetik sürtünme katsayıla­rı arasında 0,2 lik fark olduğunu görürüz. Aynı kabulü bi­zim örneğimiz için alırsak; Toyota için kinetik sürtünme katsayısı  μ_k = 0,66 olur. Böylece tekerleklerin kilitlendiği ve asfalt üzerinde kaydığı frenleme hali için duruş mesafesini tahmini olarak hesaplamamız mümkün olur. Tekerleklerin kaymasını engellemenin avantajlı olduğu sonucuna varılır.

Özet

 Bir ABS fren tekerleri döner halde tutar ve bunun sonucunda da lastik ile yol arasındaki sürtünme katsayısının sta­tik sürtünme katsayısı olarak kalmasını sağlar. Bu işlem yak­laşık olarak, çok usta ve bilgili bir sürücünün maksimum sürtünme kuvveti elde etmek için uyguladığı tekniktir. Bir ABS frenin bir usta sürücüsünün ivmelendirmesinden %5 daha kötü ivmelenme meydana getirdiğini kabul ederek ABS nin yararını tahmine çalışalım. Şimdi frene basıldıktan sonra duruş mesafelerinin hızına göre değişi­mini, tecrübesiz sürücü, usta sürücü ve ABS frenli arabada­ ki acemi sürücüyü hayal edelim. (İlk hız = 37,5 m/s dir). Açık bir şekilde görülmektedir ki en kısa du­ruş mesafesi tekerler kilitlenmeden elde edilir. Ondan son­ra en kısa duruş mesafesi bilgisayarla tekerleklerin döner halde tutulduğu ABS için kısa duruş mesafesi elde edilir.

ABS nin amacı acil durumlarda fren kilitlemesine se­bep olan acemi sürücülere yardım ederek gerektiğinde on­ların duruş mesafelerini en aza indirmektir. Bu yazımızda ABS fren sistemi nedir, ABS nasıl çalışır hakkında bilgiler verdik.