Ağır vasıta havalı fren sistemleri, standard testleri ve güvenlik kriterleri yönünden değerlendirilmesi
Air brake systems for heavy vehicles, standard tests and security criteria in terms of evaluation
Yazar: SERKAN KAPLAN
Danışman: PROF. DR. SELİM ÇETİNKAYA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Ağır vasıtalarda yaygın olarak kullanılan havalı fren sistemlerinde oluşabilecek hata ya da arızaların olası zararlı etkilerinin, sistemin mevcut güvenlik önlemleriyle ne düzeyde giderilebileceğinin tespit edilmesi gereklidir. Ağır vasıta havalı fren sistemleri, ağır yükler altında maksimum performansı karşılayacak şekilde tasarlanmaktadır. Ancak, kullanıcı hataları ya da araçta zamanla ortaya çıkabilen teknik eksiklikler, sistemin performans ve güvenliğini olumsuz etkilemekte, bu durumda ölüm oranları ve maddi hasarları yüksek olan taşıt kazalarına sebebiyet verebilmektedir. Bu deneysel araştırmada havalı fren sistemlerinin sağlaması gerekli olan minimum koşullar yönetmelik bazında incelenmiş ve sistemde bulunan tüm elemanların çalışmaları analiz edilmiştir. Havalı fren sistemlerinin fabrika çıkışında mevcut olan güvenlik donanımları incelenmiş, bu donanımların güvenlik testlerinin yapılabilmesi için bir fren test panosu geliştirilmiştir. Geliştirilen bu pano aynı zamanda eğitim materyali olarak da kullanılabilecektir. Havalı fren sisteminin ağır yükler altında verdiği tepkiler de incelenmiştir. Sistemin belirli bir süre kullanılmasından sonra performans ve güvenliğinin bundan nasıl etkilendiğinin tespit edilebilmesi için de farklı bir deney prosedürü oluşturulmuştur. Bu deney prosedüründe, çekici, kamyon, otobüs ve yarı römork sınıfı araçların fren sistemlerinin yeterlilikleri, güvenlik ve performans yönünden çeşitli kriterlerle test edilmiştir. Ortaya çıkan sonuçlarda havalı fren sistemlerinin üretim esnasında yeterli güvenlik kriterleri ile donatıldığı, fakat kullanıcı hatası, bakım onarım aşamasında sistemin güvenliğini sağlayan parçalarının hatalı bakım ve onarımı, istiap haddinden fazla yük taşınması ya da yüksek hız gibi durumların, sistemin gerekli güvenlik reaksiyonlarını verememesine sebep olduğu tespit edilmiştir. 10 adet deney aracı üzerinde yapılan deneysel analizlerde fren odasındaki hava kaçağının fren performansına olumsuz etkileri, disk ve kampananın aynı aksta ve aynı zamanda değiştirilmesinin fren kuvvetlerine etkileri gözlemlenmiştir. Havalı fren sistemlerinde maksimum frenleme kuvvetine ulaşmak için 4-5 bar tüp basıncına ihtiyaç duyduğu tespit edilmiştir. Kompresörün açma basıncı ve dört yollu emniyet kontrol valfinin çalışma basıncında da tespit edilen bu basınç değerinin hayati önemde olduğu tespit edilmiştir. Özellikle römork cinsi araçların karışmış olduğu kazalara yönelik yapılan incelemelerde kombi fren silindirinin kritik önemde olduğu diğer bir tespittir.

Abstract:
Today air brake systems are used on many commercial vehicles. It is necessary to determine at what level the errors or malfunctions and their harmful effects could be resolved in existing security systems. Heavy vehicle air brake systems are designed to meet maximum performance under heavy loads. However, driver faults or technical deficiencies that can occur over time in the vehicle, that adversely affect the performance and safety of the system, in this case, heavy vehicles can cause accidents with high mortality rates and property damages. In this experimental study necessary conditions of air brake systems were examined to provide the minimum conditions in terms of regulation and the work of all the elements in the system were analyzed. Safety equipment's of air brake systems that are available in the factory were examined, in order to practise the safety tests, a test board has developed. This board may also be used as an educational material. The responses of air brake system under heavy loads were also investigated. After a certain period of performance of the system, different experimental procedures have established in order to determine how the system performance and safety were affected. In this experimental procedure, trailers, trucks, buses and semi-trailers class of vehicles braking system efficiency have tested, in terms of safety and performance with various criteria's. According to the results during the production period, the air brake system is equipped with adequate safety criteria's, because of these reasons the air brake system can't be successful while giving reactions driver faults, improper maintenance and repair of parts which ensures the safety of the system, transportation of load which is much more than it should be or high speed. In the experimental analysis performed on 10 experimental vehicles, the negative effects of the air leakage in the brake chamber to the braking performance, besides this, replacing disk and drum brakes on the same axis have positive effects on to the brake forces. In air brake systems it was determined that to achieve maximum braking force, you need of 4-5 bar pressure air cylinder of 4-5 bar. The significance of these values has been revealed about the opening pressure of the compressor and the four-way control valve in the working pressure. Especially in investigations that had been involved in type of trailer accidents for vehicles the critical importance of combi brake cylinder has been appeared.