İçten yanmalı dizel motorlu araçlarda kullanılan motor fren sistemleri üzerine bir araştırma

Abstract

ÖZET Çalışmanın amacı; Araçlarda kullanılan Motor Fren Sistemlerinin bilimsel bir araştırma çerçevesinde incelenmesi ve bunun sonucunda `taşıtlardaki fren sistemi gerçekten olması gereken güvenilirliği sağlayacak düzeyde mi?` yoksa `neler yapılmalı ve mevcut sistemlerden en elverişli nasıl yararlanılabilir?` sorularına cevap aranmaya çalışılmıştır. İşte bu çerçevede tekerlek fren sisteminin yetersiz olduğu ve yardımcı sistem olarak kullanılan ` Motor Fren Sistemleri ` kıyaslama yapılarak ele alınmıştır. Frenler aracın hızını yavaşlatmak, durdurmak ve duran aracı emniyette tutmak için dizayn edilmişlerdir. Günümüz modern araçlarında halen üç çeşit fren sistemi kullanılmaktadır. Ayak Freni; aracı yavaşlatmak ve durdurmak için kullanılır. Genellikle hidrolik sistemin kullanılmasıyla kampana veya diskler vasıtasıyla her bir tekerlek yavaşlatılıp durdurulur. Park Freni; arka tekerleklerdeki fren sisteminin halat ile uygulanmasıdır. Aracın park edildiğinde emniyetli bir şekilde durmasını sağlar. `Motor Freni` ise araç hareket halinde iken debriyaja basmadan, ayağın gaz pedalından çekilmesiyle ortaya çıkan yavaşlamadır. Ayak gaz pedalından çekildiğinde motor devri düşme eğilimi gösterir, fakat aracın ataleti tekerlekleri döndürmeye devam eder. Tekerlek hızlan motor devrinden yüksek olduğundan motor dönmeye devam eder. Motor pistonlarının hareketi ve sıkıştırma anındaki dirençler nedeni ile motor, aracın hızını bir miktar düşürebilmektedir. Dizel motorlu taşıtlarda bu frenleme etkisini yükselten yardımcı sistemler geliştirilmiştir. Bunlardan `Eksoz Freni`; eksoz manifoldu içinde bulunan bir klape(valf) ile mekanik bir kol veya elektrik kumandası aracılığıyla kapatılarak eksoz gazlarının silindir ateşleme odasından basınçla atmosfere çıkmasına mani olur, fakat aynı anda mazot püskürtme pompasının ayar çubuğuda `stop` durumuna getirilmiş olur. Böylece eksoz gazlarının birikip geri tepmesi ile motor frenleme etkisi yaparak aracın yavaşlaması sağlanır. Bu fren sistemi uzun ve dik meyilli inişlerde veya virajlarda kullanılarak araçların tehlikeli şekilde hızlanmasını ve sık sık fren pedalına basılarak fren sisteminin zorlanmasını, aşınmasını ve fazla ısınmasını önler. Motor Freni kullanıldığında gaz ve debriyaj pedalı kilitlenerek emniyetli bir iniş sağlanmış olur. Bu tür inişlerde aracın işletme freni (ayak) yardımcı fren gibi düşünülmelidir. Vites kolu; inilen yokuşun çıkılması durumunda kullanılacak vites konumuna alınırsa uygun motor fren etkisi elde edilecektir. Powertard fren sistemi ise; emme ve eksoz.valfinden başka üçüncü bir valf ilave eder. Üçüncü valfin açılma ve kapanması yağ pompasının sağladığı yağ basıncı aracılığıyla elde edilir. Üçüncü valf powertard üç yollu manyetik valfinin kontrolünde hava basıncı ile çalıştırılır. Pistonun sıkıştırma çevriminde hava bu valften serbest bırakılır. Bu esnada pistona etki eden basınç pistonu aşağıya doğru iter ki gereken kuvvet diğer normal motor frenlerine göre daha azdır. Ancak sıkıştırılmış hava genleşme çevriminde de serbest bırakılmaya devam eder. Böylece pistonu aşağıya itecek basınç azalmış olur. Bu da sıkıştırma çevriminden elde edilecek frenleme gücünün kayıpsız olarak teminini sağlar. Powertard fren sistemi ile eksoz fren sistemi birlikte kullanıldığında diğer motor frenine oranla araçta 3-4 kat yavaşlama olacaktır. Bütün motor fren sistemleri gaz veya debriyaj pedalına basıldığında devre dışı kalır. Bütün fren sistemlerinin güvenilirliği; araç sürücülerinin gerekli tüm periyodik bakımlarını tam olarak yaptırmaları ve trafik kurallarına uymaları ile sağlanmış olur.

ABSTRACT The purpose of this study is to examine the engine brake system and to find the answer of these questions; if the brake system of the engine safe enough? And how can we get the ultimate result of the present systems? From this angle, it can be stated that tyre brake system is not enough, we need engine brake system as a supporting system. These two system are studied comparatively. Brakes are designed to slow down to stop or to keep the vehicle in a safety position. There are three kind of brake system used in modern vehicles. Footbrake; it is used to slow down and to stop the vehicle. Footbrake operates by the help of the hydrolic system and via the brake drums, footbrake operates. Operating the brakes in the back tyres by the help of a steel wire is called parkbrake. It maintance a car a safety position when it is not in motion. When the whicle is in the motion, if you lift your foot from accelator pedal withouth preasing clutch pedal, it is called engine brake. When you lift your foot from accelator pedal, the engine cycle tends to lose it is speed, but the speed of the car keeps turning the vehicles. The engine keeps working because the speed of the tyres is faster then the engine cycle. The engine makes the car go a bit more slowly because of the resistance and piston motion of the engine. Helping systems are developed in diesel engines to increase the effect of this breaking system. One of them is exhaust brake stops the fume go out by closing the valve in the exhaust by means of an electronic button or a mechanic lever. At the same time, you stop pumping fuel into the engine. In this way, exhaust fumes turns back into the engine, and the engine doesn't operate properly, it makes a breaking effect upon the vehicle. This breaking system is used when the vehicle is going downward slope for a long time or taking a curve. Thus, this break system prevents the car from going very fast, and it also saves break system because you don't have to use it very often. By using engine brake, you lock the accelator pedal and clutch pedal, it provides you a safe downward slope. You can use footbrake as a helping brake in this position. It is possible to have desired engine brake if you put the vehicle into suitable gear. When you are going downward, In powertard brake system, we need a third valve a part from exhaust valve and vacume valve. This third valve is operated by the oil pressure which is formed by the oil pump. The third valve powertard is operated by air pressure which is controlled by three-circuit magnetic valve. The air is let out from this valve while the piston is compressed. At the same time, the pressure of the piston pushes it down. The power needed to do this is less than to do other engine brake. But the compressed air is let free during dilatation. Thus, the pressure which pushes the piston is lessen. This provides us an ultimate brake-power without any loss. The vehicle slows down three times as much when powertard brake system and exhaust brake system are used together in comparision with engine brake. All engine brake- systems are out of service when accelerator or clutch pedals are functioning, All brake-systems function properly if the vehicles are checked periodicly and if the drivers obey the traffic rules.