ABS fren sistemi

ABS (Kilitlenme Karşıtı Frenleme Sistemi), taşıt araçlarının her türlü yük durumunda bütün yol koşullarında ve çeşitli süratlerdeki zorunlu durumlarda yapılacak ani frenlemelerde tekerleklerin kilitlenmesini önleyerek direksiyondaki tam hakimiyeti sağlayan fren sistemidir. ABS, Almanca Antiblockier-system veya İngilizce anti-lock braking system ifadelerinin kısa yazım biçimidir. Kilitlenmeyen fren sistemi anlamına gelir.

Başlığın diğer anlamları için ABS sayfasına bakınız.

ABS sembolü

BMW marka bir motosikletteki ABS frenler

ABS fren durumunda her bir tekerleğin devir sayısındaki değişikliği bir kontrol ünitesi aracılığı ile denetleyen bir sistemdir. Dönüş sayısının ani düşmesi (örneğin kaygan zeminde fren yapma durumunda) ve tekerleğin kilitlenmesi durumunda kontrol ünitesi otomatik olarak fren basıncını düşürür. Tekerlek tekrar hızlanınca fren basıncını tekrar yükselterek tekerlek frenlenir. Bu aşama saniyede birçok kez gerçekleşir. Sağ ve sol tarafın ayrı zeminlerde olması halinde bile (örneğin sağ tekerlekler ıslak sol tekerlekler kuru zeminde) herhangi bir kilitlenme veya kayma söz konusu değildir. Bu sayede direksiyona hakimiyet tam, fren mesafesi oldukça kısadır.

Fizik kanunlarının dışına asla çıkılamaz, yani çeşitli fizik kanunları her zaman mevcuttur. Islak zeminde ABS söz konusu olsa bile fren mesafesi kuru zeminden daha fazladır. Fren sırasında çeşitli doğal kanunlar her zaman söz konusudur. Bunları hiçbir şey önleyemez. Amaç bu kanunların optimal olarak kullanmaktır. Bir sürücü eğer bir viraja mümkün olan en yüksek sınır süratinden daha yüksek bir süratle girerse ABS ona ancak otomobilin buzda kaymamasına yardımcı olacağı kadar yardım edebilir. Sensörler devamlı olarak yavaşlamanın her anında tekerleklerin doğru devir sayısında olup olmadıklarını hassas olarak kaydeder. Tekerleklerden birisinin devir sayısının çok düşük olması halindeki kilitlenme tehlikesine karşılık fren basıncı o tekerlekteki sensör tarafından azaltılır. Bu suretle tekerlek tekrar normal dönüş süratine ulaşır. Tehlikeli duruş hali ortadan kalkar, teker fren durumundaki normal hızıyla dönmeye devam eder. Bu anda tekrar o tekerlekteki fren basıncı sensör tarafından yükseltilir. Yeniden kilitlenme olursa aynı olay tekrarlanır.

Tekerleklerdeki kilitlenme (kayma) olayı

Fren kuvveti uygulanan tekerlek aracın hızına uygun olmayan şekilde yavaş dönerse bu olaya kayma denir. Serbest dönen tekerlek %0 kaymalıdır. Kilitlenmiş olan tekerleğin kayması %100'dür. En ideal fren durumu tekerleğin durduğu anda değil lastik ve zemin durumuna göre %10 veya %50 kayma durumudur. İstenilen kaymanın elde edilebilmesi için gerekli fren basıncı lastik ile yol arasındaki bağlantı kuvvetine bağlıdır. Bu kuvvet katsayısı kuru zeminde yüksek, ıslak zeminde daha düşük, buzlu zeminde çok düşük bir değerdir. ABS bütün bu zemin durumlarına uyum sağlayarak tekerlekleri istenilen kayma aralığında tutmayı amaçlar.

ABS ile fren durumunda tekerlek hızı ve fren basınç karakteristiği

1. Kumanda aleti kuvvetli bir tekerlek yavaşlama sinyali alınca fren basıncını yükseltmeye devam etmez o ana kadar erişilen düzeyde tutar.
2. Eğer tekerleğin dönüş sayısı azalmaya devam ederse fren silindirindeki basınç düşürülür. Tekerlek daha zayıf frenlenir
3. Tekerlek daha hızlı dönmeye başlayınca basınç tekrar yükseltilerek tekerlek devir sayısının düşmesi amaçlanır.

ABS fren sisteminin gelişim aşamaları

ABS fren sisteminin mazisi 1920'li yıllara kadar gitmektedir. Almanya'da Voisin firması "Frenlemenin tekerlekleri kilitlemesini önleyici donanım" tanımıyla hidrolik sistemle çalışan ilk örneğini yapmışlar ve 671925 Almanya nosuyla ilk patentini de almışlardır.

1950'li yıllarda bazı sivil uçaklar mekanik / pnömatik ABS'yle donatılmışlardır.

1960'lı yıllarda Alman silahlı kuvvetleri ilk transistörlü ABS'yi kullanmaya başlamışlardır. Sistem bir otomobilde ilk kez 1967 yılında İngiliz üretici Jensen tarafından hayata geçirilmiştir.

Tümleşik devre sistemlerinin seri olarak üretilebilmesi 70'li yıllarda gerçekleşince ve otomobillerin tekerleklerine yerleştirilen devir sayaçlarında geliştirilip hatasız çalışmaları sağlanınca atılım gerçekleşmiştir. 1978 yılında Mercedes S serisinde daha sonra da BMW 7 serisinde ABS sistemini kullanmaya başlamıştır.

Elektronik endüstrisindeki gelişmeyle ABS fren sistemi daha küçük, daha ucuz ve daha kolaya doğru gelişmiştir. Örneğin Bosch firmasının ABS 5,3 kodlu 5. kuşak fren sisteminin ağırlığı sadece 2,6 kilogramdır (başta 6 kg ağırlığındaydı), bir öncekinden yarı yarıya daha az yer kaplar aynı zamanda 1989 yılındaki sistemlerden 5 kat daha küçüktür. Yakalanan son teknolojiyle ABS'nin Smart gibi küçük otomobillerde bile kullanılabilirliği oluşmuştur.