Otomotiv dünyasında yüz yıllık bir gelenek değişiyor. Hidrolik fren sistemleri, yerini elektrikli "brake-by-wire" teknolojisine bırakıyor. 1920'lerden beri aynı prensiple çalışan frenler, artık sıvı yerine elektrik sinyalleriyle kontrol edilecek. ZF ve Brembo'nun 2025'ten itibaren bu teknolojiyi piyasaya sürmesi bekleniyor. Peki daha hassas frenleme ve daha az bakım vaat eden bu devrim, araç güvenliğini nasıl etkileyecek?
BARAN BEKİ
Otomotiv endüstrisi, yüz yıllık hidrolik fren teknolojisini geride bırakarak yazılım tabanlı araçların yeni bir parçasını hayata geçirmeye hazırlanıyor: elektrikli fren sistemleri. ZF Friedrichshafen ve Brembo, geleneksel hidrolik bileşenli frenleri büyük ölçüde ortadan kaldıran "brake-by-wire" (telsiz fren) sistemleri için ilk sözleşmeleri duyuran tedarikçiler oldu.
YÜZYILLIK TEKNOLOJİ DEĞİŞİYOR
Otomobillerde diğer sistemlerin aksine frenlerin çalışma prensibi yaklaşık 100 yıldır pek değişmedi. Sürücü fren pedalına basıyor, ana silindir bir dizi boru aracılığıyla disk fren kaliperleri ve kampana frenlerin içindeki tekerlek silindirlerine sıvı gönderiyor. Basınçlı sıvı, aracı yavaşlatmak için balataları disklere bastıran pistonları hareket ettiriyor.
Bu sistem, 1920'lerde Augie ve Fred Duesenberg'in Duesenberg Model A'yı dört tekerlekli hidrolik frenlerle donatmasından bu yana standart olarak kullanılıyor. Ancak şimdi, daha hassas bilgisayar kontrollü elektronik bileşenler, düşük teknolojili hidrolik sistemlerin yerini almaya hazırlanıyor.
YENİ SİSTEMLER NE ZAMAN GELİYOR?
Brembo'nun Sensify sistemi, şirketin açıklamasına göre 2025 yılında piyasaya sürülecek. Yüksek performanslı frenler üreten Brembo, müşterisinin kim olduğunu veya sistemin hangi pazar segmentinde tanıtılacağını henüz açıklamadı.
Otomatik şanzımanlarıyla tanınan Alman tedarikçi ZF de EMB (Elektro-Mekanik Frenleme) sistemi için ilk müşterisinin adını vermezken, sistemin 2028'de piyasaya sürüleceğini belirtiyor. ZF'nin şasi bölümü başkanı Peter Holdmann, Ocak ayında Las Vegas'taki CES'te gazetecilere, ZF'nin 5 milyon aracı EMB ile donatmak için sözleşme imzaladığını ve bu araçların 700.000'inin ağır hizmet tipi kamyonetler olacağını söylemişti.
ELEKTRİKLİ FREN SİSTEMLERİ NASIL ÇALIŞIYOR?
İki tür brake-by-wire sistemi bulunuyor. Yaklaşık on yıl önce çıkan versiyon hala hidrolik kullanıyor ancak elektronik bir ana silindire sahip. Brembo ve ZF'den gelen yeni nesil sistemler ise "kuru" sistemler olarak adlandırılıyor ve hidrolik kaliperleri, fren balatalarını hareket ettirmek için motorlar kullanan elektrikli olanlarla değiştiriyor.
ZF'nin EMB sistemi, fren pedalını sürücünün pedala basarken kullandığı hız ve kuvveti ölçen elektrikli bir cihaza bağlıyor. ZF'nin mühendislik direktörü Diego Cusi, "Bir pedal simülatörü, pedal hareketi ve kuvveti aracılığıyla sürücü niyetini gözlemliyor ve bunu merkezi bir bilgisayar tarafından işlenen bir sinyale dönüştürüyor" diyor.
HİBRİT FREN SİSTEMİ YAKLAŞIMI
Brembo'nun Sensify sistemi, dört tekerlekte de elektronik bileşenler kullanıyor, bu da ilk uygulamanın muhtemelen bir elektrikli araç olacağını gösteriyor.
ZF'nin EMB'si ise frenleme gücünün çoğunu sağlayan ön frenler için hidrolik, arka frenler için elektronik bileşenlerin bir kombinasyonunu kullanıyor. ZF'nin kıdemli fren mühendisliği başkan yardımcısı Danny Milot, "Bir Chevrolet Suburban'ın bir Corvette gibi fren yapabileceğine dair birçok çalışma yaptık" diyor.
FREN SİSTEMİ NASIL ÇALIŞIR?
Otomobillerdeki fren sistemlerini anlamak için öncelikle temel bileşenlerini bilmek gerekiyor. Araçlarımızı durduran bu hayati sistemin dört ana parçası bulunuyor. Örnek için ZF'nin hibrit fren anlayışını benimseyen EMB sistemine bir göz atalım:
- Kaliper: Tekerleklerin arkasına monte edilen bu parça, fren pedalına bastığınızda balataları rotora doğru sıkıştırarak sürtünme oluşturur. Bu sürtünme aracın yavaşlamasını sağlar.
- Rotor: Tekerlek göbeğine bağlı olan bu disk şeklindeki metal parça, kaliperler tarafından sıkıştırılan balatalarla temas ederek aracın hızını düşürür.
- Ana silindir: Fren pedalına bağlı olan bu hidrolik pompa, pedala bastığınızda fren sıvısını borular aracılığıyla kaliperlere ve kampana frenlerin içindeki tekerlek silindirlerine iletir.
- Kuru brake-by-wire (yeni sistem): Geleneksel hidrolik sistemlerden farklı olarak, frenleri çalıştırmak için sıvı yerine elektrik kullanan yeni nesil sistem. Haberde detaylarını anlattığımız bu teknoloji, otomotiv dünyasında devrim yaratmaya hazırlanıyor.
Geleneksel sistemlerde fren pedalına bastığınızda, ana silindir fren sıvısını borular aracılığıyla tekerleklere iletir ve bu hidrolik basınç sayesinde fren balataları disklere bastırılarak aracın yavaşlaması sağlanır. Yeni elektrikli sistemlerde ise bu işlem, hidrolik sıvı yerine elektrik sinyalleri ve motorlar aracılığıyla gerçekleştirilecek.
MALİYET VE AĞIRLIK FAKTÖRLERİ
ZF'nin Kuzey Amerika genel merkezinde sergilenen bir EMB kaliperi, dış kısma monte edilmiş iki elektrik motoru nedeniyle standart bir hidrolik kaliperden daha büyük ve daha ağır görünüyor. EMB muhtemelen hidrolik sistemlerden daha pahalı olacak, ancak onun da kendine özel avantajları bulunuyor.
Sistem, şasi boyunca her tekerleğe yönlendirilen fren sıvısı taşıyan metal boru ağını ortadan kaldırarak üretimi basitleştiriyor ve maliyetleri düşürüyor. Brembo'nun sistemi, vakumla çalışan fren güçlendiricileri ve hidrolik ana silindiri de ortadan kaldırarak otomobil üreticilerine daha fazla tasarruf sağlıyor.
BAKIM VE YAKIT TASARRUFU
Kuru brake-by-wire sistemleri, bakım ve yakıt maliyetleri açısından bazı potansiyel avantajlar sunabilir. Bu sistemlerde fren sıvısı bulunmadığından, periyodik fren sıvısı değişimi ihtiyacı ortadan kalkıyor.
Fren balatalarının kullanım ömrü konusunda da farklılıklar gözlemlenebilir. Geleneksel hidrolik sistemlerde, sürücünün ayağı fren pedalından kalksa bile balatalar ve rotorlar arasında hafif bir sürtünme olmaya devam ediyor. Ancak bu durum tüm geleneksel sistemler için geçerli değil. Özellikle yarış araçlarında, yüksek performanslı otomobillerde ve bazı ticari araçlarda "Positive Pad Retraction" (PPR) veya "Active Pad Retraction" (APR) gibi teknolojiler kullanılmaktadır. Fakat sistem normal araçlarda balataların daha uzun süre dayanmasına katkıda bulunabilir.
Yakıt ekonomisi açısından da benzer bir durum söz konusu. Hidrolik frenlerdeki sürekli hafif sürtünme, minimal düzeyde de olsa bir enerji kaybına neden olurken, elektrikli frenlerin bu sürtünmeyi ortadan kaldırması, yakıt verimliliğinde bir iyileşme sağlayabilir.
Bu potansiyel avantajların gerçek dünya koşullarında ne ölçüde gerçekleşeceği, sistemlerin yaygınlaşmasıyla daha net anlaşılacaktır.
