orta ve yeni nesil araçlarda pasif güvenlik sistemleri
Post on 14-Mar-2016
294 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
ORTA VE YENİ NESİL ARAÇLARDA
PASİF GÜVENLİK SİSTEMLERİ
03065204 Göksan Kadayıfçı
OTOMOTİV ANABİLİM DALINDA HAZIRLANAN
LİSANS BİTİRME TEZİ
Tez Danışmanı: Prof. İrfan YAVAŞLIOL
İSTANBUL, 2007
İÇİNDEKİLER
Sayfa
ÖZET………………………...
……………………………………………………………….3
GİRİŞ……………...…………………………………………………………………………4
1.TRAFİK GÜVENLİĞİ…..………………………………………………………………..4
1.1 Trafik Güvenliğini Etkileyen Parametreler……………………………………………5
1.1.1 İnsan………………………………………………………………………………..5
1.1.2 Yol...………………………………………………………………………………..6
1.1.3 Taşıt………………………………………………………………………………...6
2.PASİF GÜVENLİK SİSTEMLERİ……………………………………………………....7
2.1 İç Emniyet…………………………………………………………………………......7
2.1.1 Emniyet Kemerleri………………………………………………………………....8
2.1.1.1 2 Noktalı Emniyet Kemerleri…………………………………………………...9
2.1.1.2 3 Noktalı Emniyet Kemerleri…………………………………………………..10
2.1.1.3 Çocuk Koltukları……………………………………………………………….13
2.1.1.4 Emniyet Kemerlerinde Sıkıştırma Sistemleri…………………………………..13
2.1.1.4.1 Elektronik Sıkıştırma Sistemi……………………………………………….13
2.1.1.4.2 Mekanik Sıkıştırma Sistemi…………………………………………………14
2.1.1.5 Emniyet Kemeri Yan Etkileri…………………………………………………..15
2.1.2 Hava Yastıkları……………………………………………………………………..16
2.1.2.1 Çalışma Prensibi………………………………………………………………..17
2.1.2.2 Sistem Elemanları………………………………………………………………18
2.1.2.3 Hava Yastığı Kontrol Ünitesi…………………………………………………..23
2.1.2.4 Yan Hava Yastıkları……………………………………………………………29
2.1.2.5 Perde Hava Yastıkları…………………………………………………………..30
1
2.1.2.6 Algılayıcılar…...………..………………………………………………………..31
2.1.2.7 Hava Yastıklarının Eksiklikleri ve Dezavantajları……………………………….33
2.1.3 Hava Yastığı İle Emniyet Kemerinin Bir arada Bulunması Gerekliliği…………….34
2.1.4 Koltuk Kafalıkları…………………………………………………………………...36
2.1.5 Arka Koltuk Dayanakları……………………………………………………………37
2.1.6 Direksiyon Sistemi…………………………………………………………………..37
2.2 Dış Emniyet…………….……………………………………………………………….38
2.2.1 Taşıt Gövdesinin ( Karoserinin ) Deformasyon Özellikleri…………………………39
2.2.2 Yekpare Gövde..……………….………………………………...…………………..42
2.3 Pasif Güvenlik Sistemlerindeki Elektronik Gelişmeler…………………………………43
3. ÖRNEKLER………………………………………………………………………………45
4. SONUÇ…………………………………………………………………………...………49
KAYNAKÇA……………………………………………………………………………...50
ÖZGEÇMİŞ……………………………………………………………………………….52
2
Özet
Tez Çalışmamın birinci kısmında trafik kazalarına sebep olan faktörler
kısaca açıklanıp, kazalara hangi oranlarda sebep oldukları belirtilmiştir.
İkinci bölümde ise pasif güvenlik sistemleri tanıtılıp, her birinin çalışma
mekanizması ayrıntılı olarak açıklanmış ve görsel öğelerle desteklenmiştir.
Bunlarda kullanılan bazı yeni sistemler örneklerle açıklanmıştır
Son bölümde ise bu sistemleri kullanan bazı araçlar örnek olarak verilmiş
ve günümüzde yeni model arabalarda kullanılan geliştirilmiş pasif güvenlik
sistemleri açıklanmıştır.
3
Giriş
Karayolu taşımacılık sisteminin temel amacı, insanları ve eşyaları, verimli ve güvenli
olarak, bir yerden diğerine taşımaktır. Karayolu ile (özellikle otomobillerle) seyahat,
şehirlerarası ve şehir içi ulaşımında, hayatımıza büyük kolaylık, rahatlık ve zevk getirmiştir.
Ancak, trafik kazaları ve tıkanıklıklar yüzünden, sürücü - taşıt - çevre sisteminin işleyişindeki
bozulma, özellikle ülkemizde olmak üzere, tüm dünyada karayolu ulaşımını çok önemli bir
problem haline getirmiştir.
Trafik kazası, karayolunda hareket halinde olan bir veya birden fazla taşıtın karıştığı,
ölüm veya yaralanma ve maddi hasarla sonuçlanan olay olduğuna göre, her ne sebeple ve
hangi kusurlarla olursa olsun, trafik kazaları taşıtlarla yapılmaktadır. Bu yüzden, taşıt
tasarımcıları öncelikle kazaların önlenmesi ve bu mümkün olmadığı takdirde kaza sonrası
kayıpların azaltılması için, taşıt üzerinde alınabilecek koruyucu önlemler konusunda yoğun
çaba harcamaktadırlar. Bu çalışmada, trafik kazalarını ve kaza sonrası kayıpları azaltmak
amacıyla taşıtlarda uygulanan ve uygulanması yararlı görülen sistemler tanıtılarak,
değerlendirilmiştir.
1. TRAFİK GÜVENLİĞİ
Trafik güvenliği, diyagramda açıklandığı gibi, çevre, taşıt ve insanın etkileşimi
sırasında ortaya çıkabilecek muhtemel sorunları, çözüm önerilerini ve geliştirilen yöntemleri
içeren çok yönlü bir konudur.
Trafik kazalarının oluşumunda taşıt, yol ve insan unsurları başlıca rolü oynamaktadır.
Trafik kazaları ve tıkanıklıkları yüzünden sürücü-taşıt-yol sisteminin işleyişindeki bozulma,
karayollarındaki ulaşımı da çok önemli bir sosyal problem haline getirmiştir. Trafik
kazalarındaki sürücü kusurlarının payı % 90ın üzerindedir. Bu nedenle, güvenli ve verimli bir
trafik düzeninin sağlanması için çözümlenmesi gereken esas problem, çeşitli ve çok sayıdaki
taşıt kullananların eğitimidir. Trafik kazalarını ve kaza sonrası kayıpları azaltmak amacıyla
taşıtlarda çeşitli güvenlik sistemleri uygulanmaktadır.
4
1.1 Trafik güvenliğini etkileyen parametreler
1.1.1 Insan
Kazalara neden olan en önemli faktör; sürücü, yolcu veya yaya olarak trafiğe çıkan
insandır. Ülkemizde ve diğer ülkelerde meydana gelen kazalarda insan faktörü, Türkiye
İstatistik Kurumunun raporlarına göre % 90–98 civarında olup birinci sırada yer almaktadır.
Kazaların muhtemel nedenleri, başta eğitim noksanlığı olmak üzere, karşı karşıya
olunan riskin yeterince farkında olunamayışı, yorgunluk, hayal kurma, dikkatsizlik,
ihmalkârlık, vurdumduymazlık, konsantrasyon bozukluğu ve kurallara gereken önemin
verilmeyişi şeklinde özetlenebilir. Bu nedenle, güvenli ve verimli bir trafik düzenin
sağlanması için çözümlenmesi gereken esas problem, çeşitli ve çok sayıdaki taşıt
kullananların eğitimidir.
5
1.1.2 Yol
Yollar; trafik kazalarının meydana gelmesinde önemli bir etkendir. Ülkemizde yol
faktörünün trafik kazalarındaki payı çok fazladır. Yapılan kaza istatistiklerine göre ülkemizde
meydana gelen trafik kazalarındaki yol faktörü % 0.21 olarak tespit edilmiştir.
Yolun geometrisi, yapım kalitesi ve bakımı, geçit ve kavşakların varlığı ve
kullanışlılığı, trafik kontrol ve işaretlerinin yerleri, sürekliliği ve görünürlüğü ve sürüş
ortamlarının çeşitliliği sürücü performansını ve taşıt tasarımını etkileyen önemli faktörlerden
bazılarıdır.
1.1.3 Taşıt
Karayolu taşımacılığında büyük bir öneme sahip olan taşıtların icadından bu yana, gün
geçtikçe trafik kazaları sonucunda meydana gelen ölümler, yaralanmalar ve kalıcı
sakatlıkların artması, kazaların yaşandığı ülkelerde hem maddi hem de manevi zararlara yol
açmaktadır. Bu durum o ülkelerin ekonomilerine, iş gücüne ve ailevi yapısına büyük bir darbe
vurmaktadır.
Otoyollarda meydana gelen kazalar hakkında yapılan kapsamlı güvenlik
değerlendirmelerinin ve trafikteki insan rolünün tartışılmasıyla birlikte, taşıt güvenliği konusu
da ana gündem hakine gelmiştir. Otomobil çağının başlangıcında en önemli hedef motorlu
taşıtların işletme güvenliğini ve yol standartlarını arttırarak sürücünün gideceği yere makul bir
sürede varmasını sağlamaktı. Trafik yoğunluğundaki ve taşıt hızlarındaki artış, otomobil
üreticilerini araçlardaki sürüş ve frenleme davranışlarını geliştirmeye yönlendirmiştir.
Trafik kazalarının çok düşük bir yüzdesi taşıt kusurlarından kaynaklansa da, insan
hayatı çok önemlidir. Otomotiv firmaları, daha güvenli taşıt üretme çabasının oluşturduğu
olumlu rekabetle, sürücü ve yolcuların güvenliğine giderek daha fazla önem vermekte, daha
güvenli taşıtı elde etmek üzere çaba harcamaktadırlar.
Taşıt tasarımcılarının, karşılaştırılabilir taşıt karakteristikleri elde etmek üzere dikkate
almaları gereken verilerden bazıları, sürücülerin algılama , yorumlama gibi yetenekleridir.
6
Yolların özellikleri de taşıt tasarımını etkileyen özelliklerdendir. Bunlara ek olarak güvenlik ,
ekonomi ve estetik gibi faktörler de taşıt tasarımını etkilemektedir.
2. PASİF GÜVENLİK SİSTEMLERİ
Pasif güvenlik sistemleri, otomobil kaza yaptıktan sonra veya tam kaza anında sürücü
ve yolcuların can güvenliği için geliştirilen güvenlik sistemleridir. Bu sistemler, hem
yaralanma riskini azaltarak hem de kazanın şiddetli sonuçlarını hafifleterek taşıt yolcularını
ciddi yaralanmalardan korumak amacıyla dizayn edilmişlerdir. Pasif güvenlik, bir kaza ile
karşılaşılması durumunda, kazanın olumsuz sonuçlarını olabildiğince azaltmak amacıyla
yapılan bütün yapısal ve tasarım özelliklerini kapsamaktadır.
Aktif güvenlik sistemlerinin yetersiz kaldığı durumlarda, bunları destekleyici
nitelikteki sistemlerdir.
Bu sistemler özellikle 1980’li yılların başından itibaren aktif güvenlik sistemlerinin
kazaları engellemede başarılı olmaması ve trafik kazalarında insan ölümleri ve
yaralanmalarının önüne geçmek için geliştirilmeye başlandı.
Pasif Emniyet Sistemleri; dış emniyet, iç emniyet ve karoserinin deformasyon
özellikler olmak üzere üç ana bölümde incelenir.
2.1 İç Emniyet
İç emniyet, bir kaza sırasında taşıt içindeki yolculara etki eden ivme ve kuvvetleri en
aza indirmek için alınması gereken önlemlerin hepsini kapsar.
Emniyet kemeri ile başlayan ve kırılabilir direksiyon, koltuk kafalıkları, arka koltuk
dayanakları, hava yastıkları ile devam eden pasif emniyet sistemleri, bu konuda öncü bazı
otomotiv firmalarının(Mercedes, Saab) geliştirdiği sistemlerin zamanla diğer firmalar
tarafından da otomobillere uygulanması ile yaygınlaştı.
7
2.1.1 Emniyet Kemerleri
Motorlu araç kullananların ve yolcuların zorunlu olarak emniyet kemeri bağlamaları
gibi önlemlerin başlıca nedeni kişiyi korumaktır ve bu güvenlik kemerlerinin sağladığı
yararlar kaza çeşitlerinin hepsinde açıkça görülmektedir.
Emniyet kemerleri önden çarpmalarda yandan çarpmalara göre daha yüksek koruma
sağlamaktadır. Bir çarpma anında araç saniyenin ilk on salisesinde durmakta ise de eğer
emniyet kemeri takılı değilse direksiyon, kontrol paneli ya da ön cam tarafında durdurulana
kadar araç içindeki eşyalar ve araç içindeki kişilerin bedenleri aynı hızdaki hareketlerine
devam edeceklerdir. Trafik kazalarında da ölümlerin %25’i araçtan fırlama ile olmaktadır.
Emniyet kemeri ilk önce bunu önlemektedir. Ayrıca düşük hızlarda bile ani durma ve
çarpmalarda insan vücuduna itici yönde çok büyük bir kuvvet etkimektedir. Yapılan bir
çalışmada; saatte 95 km’den az hızla giderken gerçekleşen çarpışmalarda kemer kullananlarda
ölüm olayına rastlanmadığı, fakat kemer kullanmayanlarda 20’km de bile ölümcül
yaralanmalar olduğu belirtilmiştir.
Emniyet kemerleri, halen pasif emniyet sistemlerinin en güvenilir ve en yaygın şekilde
kullanılanıdır. Maliyeti ucuz ve yasal olarak zorunlu olduğu için en pahalısından en ucuzuna
kadar tüm otomobillerde standart olarak bulunur. Otomobile binildiğinde yapılması gereken
ilk iş emniyet kemerini takmaktır. Bütün emniyet kemerlerinin dizaynı aynı olmadığı için bazı
kemerlerin diğerlerine göre kullanımı çok daha kolay ve konforludur. Bu durum çok
önemlidir. Çünkü kullanımı rahat olan kemerler yolcular tarafından daha çok kullanılır.
Yapılan test ve istatistiklerde, kazalarda çok etkin bir koruma sağladığı kanıtlanmıştır.
Doğru takılan bir emniyet kemerinin amacı insan bedenini;
Çarpma etkisiyle vücutta meydana gelen sarsıntının kademe kademe azalmasını
sağlayarak,
Kaza anında meydana gelen çarpma etkisini vücut yapısındaki en güçlü noktalara
yönelterek,
Çarpma etkisinin vücutta tek bir noktada toplanmayıp dağılmasını sağlayarak,
Çarpma anında koltuktan fırlamayı engelleyerek,
Hassas ve en önemli organların yer aldığı kafa ve omuriliğin herhangi bir yere
çarpmasını önleyerek korumaktır.
8
Yapılan test ve istatistiklerde, emniyet kemerlerinin kazalarda çok etkin bir koruma
sağladığı kanıtlanmıştır. Günümüzde taşıtlarda kullanılan emniyet kemeri sistemleri
şunlardır;
2 noktalı emniyet kemerleri (kalça-omuz bağlantılı emniyet kemerleri),
3 noktalı emniyet kemerleri,
Atalet makaralı, ön gerdirmeli 3 noktalı otomatik emniyet kemerleri,
Çocuklar için geri tutma sistemi
Pantolon taşıma kemeri (yarış otolarında)
Gövde kemeri
Diz koruma sistemi
2.1.1.1 2 Noktalı Emniyet Kemerleri
2 noktalı pasif emniyet kemeri sistemleri, taşıt merkezine monte edilen kemer
gerdirme sistemi ile üst kemer çengelinden oluşur. Bu sistemde diz yastıklarının kullanımı
önerilmektedir. Üst kemer çengeli yolcunun taşıta girişini kolaylaştırmak ve değişik
boylardaki yolcular için rahat emniyet kemeri konumu sağlamak amacıyla taşıtın üst çatı
iskeleti hizasındaki bir yolu izleyerek konum değiştirebilir.
- Şekil 1 -
Kapıya monte edilmiş 2 noktalı pasif emniyet kemeri sisteminde, merkezi tünele veya
tünelin yakınına monte edilmiş kemer gerdirme sistemi kullanılır. Aynı zamanda kapıda, acil
bir durumda kemeri serbest bırakmak için kullanılan bir kilit mevcuttur. Bu sistemde de diz
yastıklarının kullanımı önerilmektedir. Kemerin üst kilit bağlantısı, taşıt kapısı açıldığında
9
yolcuların içeriye giriş çıkışını kolaylaştırmak amacıyla kapı üzerine monte edilmiştir. Bu
sistemde ve gövdeye monte dilmiş 2 noktalı pasif emniyet kemeri sisteminde değişen yolcu
boyutlarına bağlı olarak yolcuları kazalardan korumak zorlaşmaktadır.
2.1.1.2 3 Noktalı Emniyet Kemerleri
Sarma otomatiği (geri çekici makara, retraktör) mekanizmasına sahip 3 noktalı
kemerler (atalet makaralı), en sık kullanılan emniyet kemeri tipidir. Bu kemerlerin özelliği,
normal durumlarda (vücudun üst kısmının hareketine izin vererek) takan kişiye hareket
serbestliği sağlaması ve kaza anında gerginleşmesidir. Sarma otomatiği, taşıtın frenlemesi
esnasında veya bir yere çarpıp yavaşlaması (ivmenin azalması) esnasında, yavaşlama ivmesi
belli bir değere ulaştığında, kemerin hareketini sağlayan geri çekici makarayı kenetler. Kemer
ön gerdirme sisteminin kullanılmasıyla yolcuların daha iyi bir şekilde korunması sağlanabilir.
Ön gerdirme sisteminin etkili bir şekilde yolcuları koruyabilmesi için 10 ms gibi kısa bir
sürede devreye girmesi gerekir.
Bazı atalet makaralı omuz kemerleri ikinci bir kilit mekanizmasına sahiptir. Bu
mekanizma makaranın ani frenlenmesi durumunda devreye girer.
Bu kemerler vücudun hem alt, hem de üst kısmını
aynı zamanda tutar. Seri kullanılan atalet makaralı emniyet
kemerlerinin karakteristik büyüklükleri şöyledir;
Kemer bandı uzunluğu 2300mm, kemer bandı
malzemesi polyester veya poliamid, kemer bandı genişliği
yaklaşık 50 mm, otomatın blokajı 0,559, dinamik deneyde
kemer bandı çekilmesi 0,55gr şartında 25mm, 11300 N deney
yükünde kemer bandı uzaması yaklaşık %8’ dir.
- Şekil 2 -
Emniyet kemerleri ciddi kazalarda yolcuların korunmasında çok ciddi bir rol oynar.
Mekanik bir emniyet kemeri sisteminde kemer kalın bir kumaştan dokunmuştur ve bu kemer
bir makaraya monte edilmiş spiral bir yaya bağlıdır. Kemeri bağladığımızda bu yayı yüklemiş
oluruz ve spiral yay kemerin boşluğunu alarak bizi koltuğa hafifçe bastırır. Kemerin
10
döndürdüğü makaranın iki ucu dişli çark formundadır ve ani bir yavaşlama anında kilitlenir.
Kaza anında ise bu mekanizma kemerin çekilmesine izin vermez ve yolcunun koltuğa
sabitlenmesini sağlar. Bununla birlikte kaza sırasında meydana gelen herhangi bir gevşeme
veya kemerin ani olarak boşalması yolcu için tehlikeli olur. Bu yüzden modern emniyet
kemerlerinde gerdirici sistemler yerleştirilmiştir. Gerdiriciler kaza anında kemeri sararak
yolcunun koltuğa adeta yapışmasını sağlarlar, ayrıca hava yastığının yolcuya zarar vermesini
engellerler.
- Şekil 3 -
Bu sistem hava yastıklarını aktive eden sistem ile benzer olarak çalışır. Çarpışma
sensörleri kazayı tespit ettiğinde kontrol modülü gerdiricideki aktüatöre ateşleme sinyali
gönderir. Bu sinyal flamanı çok hızlı bir biçimde ısıtır ve bu ısı da gerdirici kutusunda gerekli
olan kimyasal reaksiyonu başlatmak için yeterli olur. Bu reaksiyon sonucu meydana gelen
patlama vasıtasıyla bir dişli çubuk mekanizması itilir. Dişli çubuk makaranın kenarlarındaki
dişli grubuna geçer ve makarayı döndürür. Bunun sonucunda gevşeklik veya kemerin ani
olarak çekilmesi geri alınabilir. Aynı hava yastığındaki gibi bu işlem de çok uzun bir işlem
gibi görünmekte fakat sadece milisaniyeler içinde olup bitmektedir.
11
- Şekil 4 -
Ayrıca kemerin bir darbe sırasında yolcu vücuduna uyguladığı kuvvetin azaltılması
için biraz gevşetilmesi gerekmektedir. Bu işlem ise “yük sınırlayıcısı” aygıtıyla
gerçekleştirilir. Basit mekanik tip yük sınırlayıcısı kemerin bir bölümünün üst üste
dikilmesiyle oluşur. Aşırı bir yük kemere bindiğinde dikişler atar ve kemer bir miktar
uzayarak gevşer, böylece yolcuya uygulanan baskı biraz olsun azalır. Bununla birlikte bu tip
sistemlerin yalnızca iki safhası vardır: dikişler bağlı ve çözülü hal. Fakat gerçek koşullar
kemerin bırakılma uzunluğunun ayarlanması gibi bu iki safhadan daha karmaşık uygulamalar
gerektirir. Bu konu üzerine birçok araştırma yapılmakta ve yük sınırlayıcısının kargo veya
yolcu ölçülerine, ağırlığına göre tepki vermesinin sağlanmasına çalışılmaktadır.
- Şekil 5 -
Emniyet kemerlerinin güvenlilik ve verimlilikleri gerçek kazalarda kanıtlanmış
olmakla birlikte, geliştirilmeleri henüz tamamlanmamıştır. Çarpışma anında kemerlerin
gerilmesi ile optimum koruma elde edilmektedir. Gevşek emniyet kemerlerinde, kemer
gerilene kadar kullananların hareketleri engellenememektedir. Klasik emniyet kemerlerinin,
yapılarından kaynaklanan ve etkinliklerini sınırlayan bazı yan etkileri bulunmaktadır.
12
2.1.1.3 Çocuk Koltukları
Bebek koltukları doğumdan 8-9 kg ve 1 yaşına kadar olan çocuklar için dizayn
edilmiştir ve otomobillere arkaya bakacak şekilde monte edilir. Bebek koltuğunun arkaya
bakmasının nedeni kazalarda hassas kafa ve boyun yapısına sahip olan bebeğin daha iyi
korunması içindir.
8-9 kg’ı geçen çocukların arkaya dönük veya öne bakacak şekilde taşınabilmelerini
sağlayacak hareketli çocuk koltuklarına sahiptir. Bu koltuklardan bazıları 1 yaşının altındaki
çocuklar için arkaya bakar durumda da kullanılmaktadır. Bu tür koltuklarda çocuklar 9 kg’dan
18 kg’a ve 4 yaşına kadar öne bakacak şekilde oturmalıdır.
Destek koltukları ise 4 yaşından büyük ve 28-30 kg’a kadar olan çocuklardan boy ve
kilo olarak hareketli koltukları kullanamayacak ve henüz emniyet kemeri de kullanmaya hazır
olmayanlar için geliştirilmiştir. Destek koltukları yalnızca çocuğu korumakla kalmaz,
kemerlerin rahatça takılıp kullanılmasını ve çocuğun camdan dışarısını seyredebilmesini de
sağlar.
2.1.1.4 Emniyet Kemerlerinde Sıkıştırma Sitemleri
2.1.1.4.1. Elektronik Sıkıştırma Sistemi
50 km/h’da önden çarpışma durumunda emniyet kemerleri 4.kattan serbest düşme
yapan bir kişinin kinetik enerjisine eşit miktardaki enerjisi absorbe etmek durumundadır.
Emniyet kemeri sıkıştırma sistemi kemer gevşekliği ve çekilme yoluyla ( yani kemerlerin
sıkıştırılmasıyla ) ortaya çıkan problemleri önler. Böylece koruma etkinliği önemli ölçüde
garanti altına alınır. Optimum koruma otomobilde bulunan kişilerin çarpışma etkisiyle
koltuklarından en az derecede ileriye fırlamaları ve aracın yavaşlamasına eşitlik etmeleri
olarak tanımlanabilir. Bu iş çarpışma olur olmaz en kısa sürede elektronik tetikleme sistemi
tarafından yapılır. Sıkıştırılmış kemer maksimum ileri hareket yaklaşık olarak maksimum
mekanik sıkıştırma süresi 12 ms olmalıdır. Yolcu bölmesinin merkezine yerleştirilen
tetikleme ünitesi aracın boy ekseni yönündeki hızlanmasını piezo-elektrik sensörle kaydeder
ve hızlanma yardımıyla hesaplanan ve tetikleme eşiğini aşan çarpma hızlarında hava
fişeklerine ait kemer sıkıştırılmalarını tetikler.(Ateşler)
13
Elektronik tetikleme sisteminde olabilecek arızaların sonucunda yanlış tetiklemeyi
önlemek için kemer sıkıştırma ünitesi hızlanmaya duyarlı elektromekanik güvenli anahtarını
( Hamlin Anahtarı ) içerir. Ön çarpmalar için tetikleme eşiği yaklaşık 18 km/h’tır. Elektronik
tetikleme ünitesi, kemer sıkıştırıcılarından daha düşük hızda gerçekleşen kazalarda (<15
km/h) aktifleşmemesini sağlar.
2.1.1.4.2 Mekanik Sıkıştırma Sistemi
Bu sistemlerden bir tanesi sadece ön çarpma enerjisini (Motor bloğu ile gövdenin >25
km/h relatif yer değiştirmesi) kontrol halatları vasıtasıyla ön emniyet kemerlerini sıkıştırmak
için kullanılır.
Bu sistem aynı zamanda tüm sürüş kolonunu sürücüden uzak tutar. Diğer sistemler
mekanik bir sensör aracılığı ile önceden sıkıştırılan bir yayı tetikler. Bu yay kemer kopça
(kelepçe) mekanizmasını geriye çeker ve böylece emniyet kemerini sıkıştırır. Bu tür sistemin
elektronik sisteme göre dezavantajı mekanik sistemin relatif olarak geç tepki göstermesidir.
Diğer bir basit sistemde ”Kemer frenidir.” Kemer mekanik olarak geri çekicilerin bulunduğu
noktadan kilitlenir. Bu durum makara etkisini önler ancak kemer gevşekliğini önleyemez.
2.1.1.5 Emniyet Kemeri Yan Etkileri
2 noktalı emniyet kemerlerinde kucak ve omuz üzerinden olmak üzere insan vücudu
iki bölgeden sarılmaktadır. Kemerin kucak bölgesinde kalan kısmının; mide, ince bağırsak,
karaciğer, dalak ve bel omurları ya da omurilik yaralanmasına neden olması durumuna
“emniyet kemeri sendromu” denir. Emniyet kemeri kullanmayanlarda en çok görülen karın
yaralanmaları, karaciğer ve dalak gibi organların yırtılmasıdır. Kemer kullanımıyla bu
yaralanmalar azalırken kalın ve ince bağırsak gibi içi boş olan organların yaralanmaları
artmıştır. Bunun sebebinin karın duvarı ve iç organların kemer ile omurga arasında sıkışması
ve iç basınçlarının ani olarak artması olduğu düşünülmektedir.
3 noktalı emniyet kemerleri çarpma anında darbe etkisini direkt olarak vücuda
aktarmakta, köprücük, göğüs kemiği, boyun ve göğüs omurlarında kırık; kalp, karın ve boyun
damarlarında yaralanma ve omuz çıkıklarına yol açmaktadır.
Uygunsuz pozisyonsa takılmış emniyet kemerleri yemek borusunda da yaralanmalara
yol açabilmektedir.
14
Emniyet kemerlerinin yetişkinlerin vücut yapıları esas alınarak üretilmesinden dolayı,
çocuklarda meydana gelen yaralanmalar gün geçtikçe artmaktadır. Kucak – omuz
kemerlerinin dizaynının çocuklara uygun olmayışı ve çocukların omuz kemerlerinin üstüne
yaslanması veya koltuk altından geçirmeleri nedeniyle boyun ve yüz bölgelerinde
yaralanmalar meydana gelebilir. Eğer emniyet kemerini takacak kişilerin boyutları kemerin
takılması için uygun değilse; kemer kişinin vücudu üzerinde rahatlıkla hareket eder bu da
kemerin, kişinin boynunun etrafına dolanarak boğulmasına ya da boynunun kopmasına neden
olabilir. Çocukların iskelet yapıları henüz gelişme aşamasında olduğundan, yetişkinlere oranla
daha zayıf ve kırılgandır. Çocuklarda daha az gelişmiş olan omurganın arka bağları daha
kolay yırtılır. Bu sebeplerden dolayı çocukların taşıtlarda çocuk koltuklarıyla sabitlenmeleri
daha uygundur.
Sonuç olarak emniyet kemeri uygun kullanıldığı takdirde, yaralanma ölüm oranlarını
azaltmaktadır. Özellikle çocuklarda emniyet kemeriyle meydana gelen yaralanmaların,
boğulma ve ölüm oranlarının azaltılması için kemer dizaynları yeniden gözden geçirilmeli,
vücuda iletilen kuvveti daha iyi dağıtacak şekilde dizayn edilmelidir.
2.1.2 Hava Yastıkları
Patenti 1971 yılında alınmış olan hava yastıkları ilk defa 1980 yılında Mercedes S
sınıfında sürücü hava yastığı olarak kullanılmaya başlanmış bir pasif güvenlik sistemidir.
1988 yılında yolcu için de sunulan hava yastığının yayılması ise 1992 sonunda kompakt Golf
de kullanılması ile başladı.
Hava yastıkları taşıtların önden ve yandan çarpmalarında yolcu güvenliğinin
sağlanması amacıyla tasarlanmışlardır. Sürücü için direksiyonun içine, yandaki yolcu için
otomobil ön paneline yerleştirilen hava yastıkları, şiştiğinde sürücü ile direksiyon, ayrıca
öndeki yolcu ile ön panel arasında koruyucu bir yastık oluşturmakta, sürücünün başını
direksiyon simidi veya gösterge paneline çarpmasını engellemek amacıyla geliştirilmiştir.
Yüksek hızlarda meydana gelen trafik kazalarında emniyet kemeri yeterli derecede
yolcu emniyeti sağlayamaz. Bu gibi durumlarda hava yastığı daha büyük bir önem kazanır.
Hava yastığının çıkmasında esas parametre tasarımcı firma ve hava yastığının
kullanıldığı taşıtın modeline bağlı olmasına karşın, genellikle hava yastığı taşıtın 15-25
15
km/h’den fazla bariyerlere çarpma hızıma denk durumlarda ortaya çıkar. Çarpışma algılama
sistemi, taşıta gelen pulsların arasından çarpışma çeşitlerini ve şiddetlerini ayırt etme
özelliğine sahip olmalıdır. Örneğin; hava yastığının orta şiddetli bir kazada ortaya çıkması
istenir, fakat kötü çukur ve tümseklerle dolu bir yolda ortaya çıkması istenmez. Hava
yastığının istenmeyen durumlarda ortaya çıkması pratikte çok az görülür.
Hava yastığı sistemi dört ana parçadan oluşur. Bunlar; darbe sensörü, hava yastığı,
hava yastığı şişiricisi ve elektronik modüldür. Hava yastığı sisteminin temel parçaları aynı
olmakla birlikte hava yastıklarının her bir otomobildeki çalışma şartları farklıdır.
Bunun en önemli sebepleri;
Farklı darbe sensörlerinin kullanımı ve sensörlerin yerleşimindeki farklılık,
Farklı gaz jeneratörlerinin kullanımı (hava yastığı şişirme pompası) ve hava yastığı
şişirme oranlarındaki farklılık,
Farklı hava yastığı boyutları,
Farklı elektronik modüllerinin kullanımı,
Patlama (hava yastığının şişmesi) için farklı darbe hızlarının seçilmesidir.
2.1.2.1 Çalışma Prensibi
Günümüzde hava yastıkları çoğu otomobilde standart özelliklerdendir, fakat
araştırmacılar hava yastıklarının güvenlik derecelerini sıklıkla araştırmaktadırlar. Öncelikle
hava yastığı sisteminin genel olarak nasıl çalıştığına bakalım. Şekil 6 da görüldüğü gibi hava
yastığı şişiricisi sodyum azit (NaN3) ile çevrelenmiş ateşleyiciler ve sodyum azit ile sönük
haldeki hava yastığının arasındaki filtreden oluşur. Tıpkı emniyet kemeri gerdiricisinde
olduğu gibi hava yastığı da çarpışma sensörleri devreye girdiğinde kontrol modülünden gelen
sinyal ile aktive edilir. Aktivasyon devresi şekil 6 daki şemaya benzer şekildedir. Sodyum azit
çok patlayıcı bir gazdır ve reaksiyona geçtiğinde azot gazı açığa çıkarır. Azot gazı filtreden
geçerek hava yastığına dolar ve şişirir. 25ºC sıcaklıkta ve 748mmHg basınç altında, 75 litre
azot gazı elde etmek için yaklaşık 131 gram NaN3 gazı yeterlidir. Her ne kadar bu işlem çok
uzun sürüyor gibi görünse de çarpışmanın hissedildiği andan itibaren sadece 40 milisaniye
16
sonra hava yastığı şişmiş duruma gelir ve yaklaşık 6 saniye açık kalır. Bu süre de yolcuları
çarpışmanın etkisinden korumak için yeterlidir.
Hava yastığının açılması her yolcu için aynı şekilde olmamalıdır. Özellikle önde
oturan küçük çocuklar, hamile kadınlar ve yaşlılar için değişik hava yastığı açılma miktarları
gerekir. Birçok araştırma grubunda bu konu üzerine çalışmalar yapılmaktadır. Yolcunun
ağırlığı ve ölçüleri parametre olarak kullanılarak bu işlem gerçekleştirilebilir fakat yolcunun
özelliklerini tanımlamada en iyi sonuçları veren yöntem görsel olarak tanımlamadır ve bu
konuda çalışmalar yürütülmektedir.
- Şekil 6 -
Neredeyse tüm arabalarda standart olarak sunulur hale gelen hava yastıkları güvenlik
açısından çok önemli bir sistemdir. Kazalarda kafa ve göğüs yaralanmalarını büyük ölçüde
engelleyen hava yastıkları ilk başlarda sadece sürücü tarafında bulunuyordu. Fakat
teknolojinin gelişip de hava yastığı sistemlerinin ucuzlamasıyla birlikte yolcu hava yastıkları,
ardından yan hava yastıkları, kafa hava yastıkları ve diz hava yastıkları gibi güvenliği son
17
derece arttıran sistemler üretildi. Sürücü hava yastığı direksiyon ve yolcu hava yastığı önden
direk çarpmalarda devreye girecek şekilde tasarlanmıştır. Sadece ihtiyaç olan durumlarda
açılırlar. Mesela bir araba kaza yapıp takla atabilir, fakat takla atış şekline göre hava yastığı
açılmayabilir de, özellikle yan olarak takla atmışsa durum böyledir. Aynı şekilde yandan
çarpmalarda da ön hava yastıkları açılmaz.
Bir zamanlar birçok güvenlik elemanının yanında önemsiz kalmalarına rağmen
günümüz tüketicileri hava yastıklarının ve diğer güvenlik araçlarının önemini
benimsemişlerdir. Önden çarpmalarda sürücüyü ve önde oturan yolcuyu komanın yanı sıra
araçta bulunanların vücudunu yan ve ön darbelerden korumak için, üst kısmı arka darbelerden
korumak ve bacağın alt kısmını şişebilen diz yastıkları ile ön darbelerden korumak için
(SIRS) güvenlik sınırlama sistemleri geliştirilmiştir.
2.1.2.2 Sistem Elemanları
2.1.2.2.1 Hava Yastığı Şişiricisi
Sürücü tarafında bulunan birçok hava yastığı ceviz şeklindedir. Bunlar direksiyon
simidi kaplamasının hemen altına (direksiyon kolunun 8-10 mm yukarısına) yerleştirilmiştir.
Hava yastığı jeneratörleri için genel itici madde olarak sodyum azide nitro selüloz
kullanılmaktadır. Fakat gelecekte bunların yerine daha küçük, daha temiz, soğuk yanan ve
daha etkili şişiricilerin kullanılması amaçlanmaktadır. Piyasadaki ana şişirici teknolojileri ya
düşük akışkan sodyum azit olmayan katı hava fişeği üretici veya katı hava fişeği üretici
kullanan sıkıştırılmış gazla hibrit çeşidi kullanılmaktadır.
Sodyum olmayan azit katı üreteç çeşitleri, genelde perklorat temelli tek bağlı bir
kompozisyon veya bir çeşit roket yakıtı kullanılır. Bunlar normalde depolanmış yakıt
kullanılmış ünitelerden daha küçüktür. Katı yakıtlar sürücü tarafındaki yastıkta, hibritler ise
yolcu tarafındaki yastıkların şişirilmesinde kullanılır.
Gelecekte kademeli veya değişken çıkışlı, şişirici kullanılarak direksiyona yakın
oturan küçük bir yolcunun hava yastığına uygulanan şişirmenin büyük bir yolcuya oranla
“daha yumuşak” olması amaçlanmaktadır.
18
- Şekil 7- - Şekil 8 -
2.1.2.2.2 Yastıklar
Hava yastığı ünitesinin şişiriciden sonraki en pahalı kısmı yastıklarıdır. Gelişme yönü
daha ince daha iyi kumaşlar üretmeye daha hafif veya hiç kullanılmayan kaplama
oluşturmaya ve basitleştirilmiş dikiş yöntemlerine yöneliktir. İlk hava yastıkları neoplan kaplı
ve 3D dikiş biçimli kumaştan yapılıyordu. Yeni yastıklar kaplamasız ve eski yastıklardaki
performansının aynısını sağlayan basitleştirilmiş 2D dikiş biçimli kumaştan yapılmaktadır.
Gazın yastıktan kumaşa geçişine izin veren geçirgen kumaşlar gaz geçişini sağlamak
için açılan küçük delikleri gereksiz hale getirmiş bu da dikiş işlemlerinden ve maliyetten
tasarruf sağlamıştır. Yeni dokuma modelleri daha küçük modül paketlerini ve aynı açılma
gücünde yumuşaklığın artışını mümkün kılmıştır.
19
Bu gelişimlere ek olarak Autoliv firması tek parça yastık üretebilen bir dokuma
teknolojisi geliştirdi. Bu gelişmeye karşılık Allied Sigral firması dokunmamış materyal
kullanmak amacıyla çalışmalarına başladı. Bu teknik üretimi daha kolaya indirgeyebilir.
Çünkü dikiş yerine kaynak tekniklerinin kullanımı ile materyal maliyeti düşürülecek çok daha
ince maddeler kullanılabilir. Endüstrinin çalışmaları balonlarda kullanılan ince maddeye
benzer maddeler kullanma eğilimindedir.
2.1.2.2.3 Darbe Sensörleri
Darbe sensörleri, hava yastığı sisteminin en önemli parçasıdır. Hava yastıkları,
otomobillerin çarpışma bölgelerine yerleştirilmiş bir veya birkaç sensörün uyarısı ile açılır.
Çarpışmanın algılanması ve hava yastığının şişmesini sağlayan sensör sistemleri elektronik
veya elektromekanik tipte olabilir
Elektromekanik tip sensörlerin yapısında bir tüp ve bunun içinde mıknatısla tutulan bir
bilye vardır. Bir çarpma veya darbenin etkisiyle taşıt belli bir ivmelenmeye yavaşladığında,
bilye üzerine etkiyen ön gerilme kuvvetini yenerek serbest kalır ve mekanik bir anahtarı
açarak elektrik devresini kapatır. Şuan ki sistemlerde en az iki sensör aracın ön çarpma
bölgelerine yerleştirilir. Bunların bir uzantısı da yolcu kabinine yerleştirilmiştir. Buradaki
sensör bir patlayıcıyı ateşler. Oluşan yanma gazları hava yastığının içine dolarak şişmesini
sağlar.
Elektronik sensörlü hava yastığı sistemleri otomobilin yaklaşık 28 km/h’lik bir hızla
sert bir bariyere çarpmasına denk gelen bir yavaşlama ivmesi değerinde devreye girer. Hava
yastığı içerisindeki darbe algılayıcı sensörler, gönderdikleri elektrik sinyalleri ile kapsülün
ateşlenmesini sağlarlar.. Ateşlenen kapsül, önünde bulunan sodyum tabletlerini kimyasal
reaksiyona sokarak gaz oluşumunu sağlar.
2.1.2.2.4 Kalın Filmli Hava Yastığı Sensörü
Dupont’dan yapılan kalın film kondüktörleri ve dirençleri Temik Mikrosytem GmbH
yeni nesil hava yastıklarının temelini inşa etmektedir. Sensörlerde silikon temelli
piezoresistive bileşenlerine kalın bir film hibriti üzerine monte edilen bir cipten ve tek
eklemeli ASIC’den 1.5 Hz’den 3/5Hz’e kadar frekans kaplayabilen alıcı belirli filtreli
20
fonksiyonlu bant geçirgenli filtrelerden oluşan bir devre kullanılır. Tüm bu bileşenlerin küçük,
hava geçirmez, mühürlenmiş metal yuvada birleştirilmesi sisteminin boyutlarını önemli
derecede düşürmeyi sağlamıştır. Sensörler 20x13x11 mm ebatlarında, 5gr ağırlığındadır.
2.1.2.2.5 Elektrik Alanı Sensörleri
Elektrik alanı ile yolcu tespit sistemi düşük seviyede elektrik alanlarını alan ve dağıtan
araç koltuğuna yerleştirilmiş esnek bakır teyp sensörleridir.
Elektrik alanı teknolojisi gönderilen sinyalle koltukta oturan kişiden kaynaklanan
sinyal farklılığı yoluyla elektrik alanının güç farkını ölçer. Elektrik alanındaki değişmeleri
göstererek sistem, öne ya da arkaya dönük çocuk güvenlik koltuğundaki bir çocuk, koltuktaki
bir yetişkin ve boş koltuk arasındaki farklılıkları belirlemektedir. Koltuğun boş olması
durumunda ya da arkaya dönük çocuk güvenlik koltuğu durumlarında hava yastığı
kullanılmaz.
Elektrik alanı ile tespit sisteminin diğer sistemlerden farklılığı; yastıkların kullanımını
kontrol eden özel donanımlı çocuk güvenlik koltuklarına, ağırlığa ve mesafe sensörlerine
bağlı olmamasıdır. Buna ek olarak sistem tüm çocuk koltuklarına uygundur. Işık
yansımalarından, sıcaklıktan, havanın durumundan, tozdan ve gürültüden etkilenmemektedir.
2.1.2.2.6 Araçta Bulunanları Belirlemek için Kızıl Ötesi Sistemler
Takata firmasının geliştirdiği “Güvenlik Kalkanı Sistemi” ön yolcu çocuk koltuğunun
varlığını tanımaktadır. Sistemin kızılötesi sensörleri ve oran algoritması hareketli veya
hareketsiz nesnelerle arabada oturan kişinin pozisyonunu birbirinden ayırarak tam bir
belirleme ve analiz yapma imkânı tanır.
İleri düzeyde gelişme araçtaki kişinin bedenine, pozisyonuna, ağırlığına ve bulunduğu
çevreye bağlı değişken şişebilen hava yastığı kullanılmasıdır. Güvenlik kalkanı sistemi hava
21
yastığı şişme oranlarını, yan darbe hava yastığı modülü kullanımlarını ve emniyet kemeri
enerji katedicilerini kontrol eder.
2.1.2.2.7 Yolcu ve Çocuk Koltuğu Sensör Sistemi
Araçta yolcunun bulunup bulunmadığını ve çocuk güvenlik koltuğunun bulunup
bulunmadığını tespit edebilen yolcu koltuğu sensör sistemine sahip ilk araç Mercedes Benz
SLK’dır. Çocuk Koltuğu Bulundurma ve Oryantasyon Belirleme (COD) ve Yolcu
Bulundurma Belirleme (PPD) sistemleri Siemens Otomotiv ve Uluslararası Elektronik ve
Mühendislik tarafından geliştirilmiştir.
Sensör sistemi basınca duyarlı bir keçeden ve koltuğu üst kısmındaki köpük dolgular
analiz sisteminden oluşur.
Çocuk koltuğuna 12 kg’lık kütleden daha fazla birisi oturursa, analiz sistemi, uygun
sinyal güvenlik sistemi kontrol ünitesine gönderir. (12 kg’lık kütle limiti sistemin bir alışveriş
çantasını veya bavulu yanlışlıkla yolcu olarak tanımlamaması için gereklidir). Herhangi bir
çarpma durumunda ön yolcu hava yastığı emniyet kemeri gerdiricisi ve kazanın çeşidine göre
yan hava yastığı aktif hale geçirilebilir.
Çocuk koltuğunun araçta bulunduğunun belirlenmesi ve oryantasyonun sağlanması
için analiz sistemi mini antenler aracılığıyla çocuk güvenlik koltuğunun tabanındaki alıcılar
tarafından kodlanmış bir sinyal gönderir ve bir cevap alınır. Cevap kodu koltuk antenleri
yoluyla çocuk güvenlik koltuğunun araca monte edildiğini anlayabilen elektronik hava yastığı
kontrol ünitesinde düzenlenir. Bu durumda bilgisayar otomatik olarak hava yastığı
kullanımını engeller. Bu tür bir genelleme özellikle zaten çocuk için mükemmel bir koruma
sağlayan yüzü arkaya bakan çocuk güvenlik koltuklarında gereklidir. Şoför mini antenler
arasındaki haberleşmeden ve alıcıdan konsolun merkezindeki sarı ışık yardımıyla
bilgilendirilir.
2.1.2.2.8 Arkaya Dönük Bebek Kontrol Sensörü
Otomotiv teknolojisinin çalışmalarından ortaya çıkan arkaya dönük bebek koltuk
sensörü arkaya dönük çocuk koltuklarıyla ön tarafa bakan yolcular için hava yastığı
kullanılması arasında bir ayırım yapmak için dizayn edilmiştir. Ultrasonik transdüser ve özel
22
bir bağlantı devre kartı ile ileri düzeyde işlem yapma yeteneğine sahip mikro işlemcileri
vardır. Bu ünite aynı zamanda araç montaj varyasyonları ve hedef nesnenin yansıtıcılığındaki
değişmeler gibi bir çok çevre değişikliğine uyum sağlamasına yardımcı olur.
2.1.2.3 Hava Yastığı Kontrol Ünitesi
Aracın katı bir nesneye çok sert çarpması durumunda sürücünün ve ön koltukta oturan
yolcunun yaralanmasını önlemek veya kazayı hafif yaralanmalarla atlatmasını sağlamak
amacıyla sınırlama sistemleri (güvenlik sistemleri) geliştirilmiştir.
Sistem sürücü için hava yastığı, ön koltuktaki yolcu için emniyet kemeri gerdiricisi,
hızlanma sensörü ile birleştirilmiş elektronik tetikleme aleti, voltaj konvertörü, güç kaynağı ve
kontrol lambasından oluşmaktadır. Sürücü hava yastığı direksiyon merkezine yerleştirilmiştir.
Kontrol ünitesinin kısımları:
Hava Yastığı: 18 km/h hızın üzerinde önden katı bir nesne ile çarpışma durumunda hava
yastığı elektronik tetikleme aleti vasıtasıyla faal hale geçirilir.
Emniyet Kemeri Gerdiricisi: Tetikleme işlemi hava yastığı için kullanılan bir işlemdir fakat
18 km/h hızın altındaki hızlarla çarpışma durumunda tetikleme aleti sadece emniyet kemeri
gerdiricisini faal hale getirerek sürücünün ve yolcunun bedenindeki kinetik enerjinin
emilmesini sağlar.
Sürekli Güç Kaynağı: Bir kaza sırasında aracın aküsü zarar görürse veya aracın elektrik
tesisatı ile bağlantısı kesilirse sürekli güç kaynağı olacak kullanılan kapasitör tetikleme
aletinin ateşleme devresinin çalışmasını sağlar.
Voltaj Çevirici: Bu alet aracın batarya geriliminin 4 Volt’a kadar düşmesi durumunda
tetikleme aletinin görevini tam olarak yerine getirebilmesini sağlar.
23
Kontrol Lambası: Kontrol lambası sistemin görüntülenmesi için kullanılır. Ateşleme açık
olduğu zaman bu lamba yanar. Sistem test edilirken bu lamba yaklaşık 10 saniye yanık olarak
kalır. Eğer sistem çalışır durumda ise lamba söner.
Tetikleme Aleti: Hızlanma sensörü kontrol ve görüntüleme fonksiyonları ile birlikte
birleştirilmiştir ve devreler takma pozisyonu kesin olarak belirtilen metal yuva içerisindedir.
Bu alet , hava yastığının ve emniyet kemeri gerdiricisinin faal hale geçirilmesi için 3 adet
ateşleme çıkışına sahiptir. Bu 3 ateşleme çıkışı bir sürücü hava yastığının ve bir adet 2
aşamalı yolcu hava yastığının veya emniyet kemeri sayısına karşılık gelen gerdiricilerin
kullanılmasını mümkün kılar.
2.1.2.3.1 Elektronik Sistemin Çalışması
Hızlanma sensörle bir yay ağırlık sistemi kullanılır. Önden çarpma durumunda araçta
gerçekleşen yavaşlamayı bu sensör ölçer. Bu ölçüm, yayı sıkıştıran hareketli bir ağırlıkla
yapılır. Dört adet direnç bu yay üzerinde bir köprü devresiyle birbirine bağlanır. Bu
dirençlerden ikisi sıkışma olduğunda farklı şekilde direnç gösterir. Bu da yavaşlama ile doğru
orantılı bir voltaj üretir.
Bu voltaj sinyal yüksek frekansların geçmesine izin veren yüksek geçişli filtre yolu ile
bir amplifikatöre (yükselticiye) gönderir. Bu olayı takiben sınırlama basamağında bu sinyal
duyarlı yüksek frekanslı titreşimlere çevirir. Azaltma devresi yaklaşık 4g’lik hızlanma limitini
azaltır (Bu normal sürüş sırasındaki hızlanmalara karşılık gelir). Bu şekilde normal sürüş
sırasında kaydedilen yavaşlama ölçülmez ve böylece uygun olmayan bir durumda sistemin
devreye girmesi önlenmiş olur. Bu şekilde üretilen ve değerlendirilen sinyal daha sonra
birleştirilir ve iki ayrı eşik değeri ile karşılaştırılır. Eğer sinyal emniyet kemeri gerdiricisi için
belirli limiti ve hava yastığı için aşarsa koruma sistemleri aktifleştirilir.
24
- Şekil 9 -
Hava yastığının faal hale getirildiği eşik değeri, emniyet kemerininkinden daha yüksek
tutulur. 18 km/h hızı üzerinde önden katı bir nesne ile çarpışma durumunda hava yastığı faal
hale geçirilir. Uygun yavaşlama kaydedildiğinde tetikleme aleti gaz jeneratörünü
yerleştirilmiş ateşleme topuna bir elektrik sinyali (ateşleme titreşimi) gönderir. Bu da gaz
jeneratöründeki katı itici maddeyi ateşler. İtici madde saniyenin binde biri gibi kısa bir sürede
patlar ve hava yastığını şişirir. Şişen hava yastığı da sürücünün direksiyona ve ön cama
çarpmasını engeller. Ortalama 100-150 ms kadar bir sürenin ardından hava yastığının
kenarında bulunan yarıklardan gaz dışarı çıkar ve yastık söner. Bu şekilde sürücünün
bedenindeki kinetik enerji emilmiş olur.
25
- Şekil 10 -
Hava yastığının şişmesini sağlayan reaksiyon şöyledir:
2NaN3(k) 2Na(k) + 3N2(g)
Hava yastığındaki reaksiyonun hızını artırmak için molibden disülfür (MoS2) ve
barutun bir bileşeni olan kükürt (S) kullanılır. Ayrıca, kükürt, reaksiyon ürünlerinden olan
sodyum (Na) metali ile sodyum sülfat katısı (Na2SO4) oluşturur. Böylece, aktif bir metal olan
sodyumun su ile girebileceği bir reaksiyon ve bunun sonucu oluşabilecek istenmeyen
durumlar da önlenmiş olur.
Hava yastığının harekete geçme ve şişme safhaları şöyledir:
0 milisaniye: İlk temasın başlangıcı
30 milisaniye: Hava yastığı şişmeye başlamak için hazır
30-54 milisaniye: Hava yastığı aktif hale geçer ve kademeli olarak şişmeye başlar.
54 milisaniye: Sürücünün kafası ile hava yastığının ilk teması gerçekleşir
54-58 milisaniye: Sürücünün vücudu hava yastığı üzerinde basınç yapar, şişme işlemi
hızlanır.
84 milisaniye: Hava yastığı tamamen şişmiştir. (Karabük teknik eğitim fak,2002)
26
125 milisaniye: Sürücünün başını yastığa çarptığı anda meydana gelen darbenin
azaltılması için yastık içerindeki gaz boşaltılmıştır.
Darbe başlangıcı 20 ms sonra
40 ms sonra 60 ms sonra
80 ms sonra 100 ms sonra
27
108 ms sonra 156 ms sonra
164 ms sonra 176 ms sonra
188 ms sonra 200 ms sonra
- Şekil 11 -
28
- Şekil 12 -
2.1.2.4 Yan Hava Yastıkları
Yandan darbelere yol açan çarpmalarda araçta bulunanların göğüs bölmesinde
gövdenin alt kısmında koruma sağlamak amacıyla yan darbe hava yastıkları geliştirilmiştir.
Standart ekipmana sahip bu üniteler kapıya veya koltuk sırtlığına monte edilirler. Fakat
kapılar hava yastığı ve sensör modülü için boşluk sağladığından daha çok tercih edilir.
Kapıya monte edilen yan hava yastıkları, koltuğa monte edilenlere oranla daha iyi
koruma sağlamaktadır. Bu durum yapılan çarpma testi ile ispatlanmıştır. Bu teste göre kapıya
monte edilen yan hava yastıkları göğüste meydana gelebilecek yaralanmaları %15 azalttığı
ispat edilmiştir.
Yan hava yastığında da ön hava yastığı teknolojisi kullanılmaktadır. Kapıya monte
edilen sensor modülü kapıya gelen ciddi bir yan darbeyi belirler ve hava yastığı modülüne
elektrik sinyali gönderir. Modül içindeki gaz jeneratörü yastığı şişirir. Kapının dış kısmı ile
araçta oturan kişi arasında çok az bir çarpma boşluğu olduğundan yan hava yastığının ön hava
yastığında çok daha hızlı şişmesi sağlanmıştır. Ön hava yastığı sisteminin normal olarak bir
29
çarpmayı algılaması 0.010-0.015 saniye ve yastığı şişirmesi 0.03-0.04 saniye sürer. Yan hava
yastığı sisteminin ise yandan çarpmayı algılaması için 0.005-0.008 saniye ve yastığı şişirmesi
için 0.012-0.018 saniye süresi vardır. Yan hava yastıkları şişme gücünü kontrol edecek ve
küçük hacimle iyi koruma sağlayabilecek şekilde dizayn edilmektedir. Yastığın arka kısmı
göğüsün kapıya çarpmaması için uzun, ön kısmı ise kapı paneli kontrollü sapmasının hava
yastığını desteklemesini sağlanması için kısadır.
Yan hava yastıklı araçlarda yandan gelen bir darbeyi hızla algılayabilmek için aracın
her iki yanındaki direklerin yakınında, döşeme paneli üzerinde ilave algılayıcılar vardır. Bu
yan algılayıcılar, 2 adet çarpışma algılayıcısından, bir mikro işlemciden ve bir hava yastığı
modülü ara biriminden oluşur.
- Şekil 13 -
Yan hava yastığı sisteminin kullanıma hazır oluşu, ön hava yastıklarının durumunu
gösteren aynı tanıma modülü ile gösterilmektedir. Eğer sistemde bir bozukluk varsa gösterge
panelinde bulunan hava yastığı uyarı ışığı sistem tarafından yakılır.
2.1.2.5 Baş Koruma Sistemi (Perde Hava Yastıkları)
Özellikle station araç ve arazi araçlarında taklaya veya ters dönmeye yönelik bir
eğilim vardır. Çünkü bu araçlarda daha yüksek ağırlık merkezleri nedeniyle belli durumlarda
30
ters dönme eğilimleri bulunmaktadır. Bu araçlarda koruma yan çarpma hava yastıkları ile
artırılmıştır. Bu amaçla Autoliv firması yeni bir koruma sistemi geliştirmiş ve sistemi de
“şişebilen perde” olarak adlandırılmıştır.
-
- Şekil 14 -
Sistemin en temel yararı kafa korumasını sağlamasıdır. Kaza anında araçta bulunanları
şişmeyen normal bir perde ile korumak fikrinden yola çıkılarak yapılan bu sistem yan
çarpmalarda veya ters dönme durumlarında da yaralı olmaktadır. Bu alet tavan boyunca ön
camın üst kısmına sürücü kapısını kaplayacak şekilde yerleştirilebilir. Sistemin yastığı
bölünür ve tipik bir yandan çarpma başlatıcısıyla şişirilir. Perde, yerine bir tel aracılığı ile
çekilir. Yastık geniş alanda ve ince yapıda olduğundan kısa sürede hava ile dolar.
Günümüzde perde hava yastıkları üreticiler tarafından kompakt sınıf otomobillerde
dahi opsiyon listesinde bulunmaktadır.
2.1.2.6 Algılayıcılar
Otomatik koruma sistemlerini tahrik etmek için gerekli olan algılayıcılar, darbe hızı
kabaca 18 km/h veya daha yukarında güvenli olarak devreye girmek zorundadır. Ancak,
normal kullanım sırasında bozuk yollarda devreye girmemelidir. Bunlar ayrıca ufak kazalarda
(tampon tampona çarpışma gibi) veya atölye tamirleri boyunca devreye girmemelidir.
31
-
Şekil 15 -
2.1.2.6.1 Elektromekanik Algılayıcılar
Araçların (hava yastığı bulunanlarda) ön taraflarında, 2 tanesi panjurun alt kısmında
(birisi sağ tarafta ve birisi sol tarafta), bir tanesi radyatör şasesine takılmış üç algılayıcıdan
(sensörden) oluşan çarpma algılayıcıları mıknatıslı algılayıcıdır. Çarpma algılayıcıları
belirlenmiş şiddetteki bir darbe esnasında iki elektrik kontağı arasında köprü kurarlar.
Güvenlik algılayıcısı ile birlikte gaz üretecini ateşleyen devreyi kapatırlar.
Araçların (hava yastığı bulunanlarda) ön taraflarında, 2 tanesi panjurun alt kısmında
(birisi sağ tarafta ve birisi sol tarafta), bir tanesi radyatör şasesine takılmış üç algılayıcıdan
(sensörden) oluşan çarpma algılayıcıları mıknatıslı algılayıcıdır. Pratik nedenlerden ötürü,
elektromekanik algılayıcılar, temas uzaklıkları birkaç milimetre olacak şekilde dizayn
edilmelidirler. Bu salınım yapan kütlenin saptırılması neredeyse taşıtın hız değişimi ile
orantılıdır. Yeterli miktarda kısa cevap sürelerinin sağlanabilmesi için algılayıcılar taşıtın ön
kısmına monte edilmelidir. Ancak böylesi bir konumlandırma kablolama ve durumun
gözetlenmesi açısından dezavantaja sahiptir.
32
2.1.2.7 Hava Yastıklarının Eksiklikleri ve Dezavantajları
Hava yastıkları yaklaşık olarak ortalama saatte 20 km’nin üzerindeki hızlarda
meydana gelen çarpışmalarda devreye girmektedir. Hava yastığının görevini yerine
getirebilmesi için, içinde tutulduğu hazneden yaklaşık 320 km/h’e eşit bir hızla çıkması
gerekir. Bu özellikle çocuklar olmak üzere, hava yastığına yakın oturan kişilere zarar
verebilecek çok büyük bir güç anlamına gelir. Bu nedenle hava yastığının açılması esnasında
yaralanmalar meydana gelebilir. Özellikle yüzde, hava yastığı içerisindeki sıcak gazlardan
kaynaklanan yanmalar, ufak sıyrıklar oluşmaktadır.
Hava yastığı aracın ön koltuğunda seyahat etmekte olan küçük çocuklar için bir tehdit
oluşturmaktadır. Çalışmalar, araçta yolcular için hava yastığı olsun olmasın çocukların arka
koltukta oturmalarının daha güvenli olduğunu göstermektedir. Ön koltukta oturan çocuklar
eğer emniyet kemeri uygun olmayan bir şekilde bağlanmışsa, emniyet kemeri yoksa doğru
pozisyonda oturmuyorlarsa ya da emniyet kemerinin doğru bağlanması için boyları çok
küçükse, ölümcül bir risk altındadırlar. Bir çarpma anında kolayca öne fırlayabilirler ve
şişmekte olan hava yastığı başlarına boyunlarına şiddetle çarpabilir.
-
Şekil 16 -
Hava yastıklarından kaynaklanan yaralanmaları en aza indirebilmek için yapılması
gerekenleri şu şekilde sıralayabiliriz;
Çocuklar yaş ve boylarına en uygun olan çocuk koltuklarında kemerleri bağlı olarak
arka koltukta oturmalıdırlar.
33
Sürücü ve tüm yetişkin yolcular, özellikle boyu 1.65 cm’den az olanlar, emniyet
kemerini doğru bir biçimde bağlamalıdırlar ve ön koltukta yeterince geriye çekilmiş
olarak seyahat etmelidirler.
Sürücü direksiyondan en az 25 cm uzakta oturmalıdır.
Emniyet kemeri her zaman ve doğru bir biçimde takılmalıdır.
Eğer hava yastıkları devre dışı bırakılmamışsa, ön koltukta asla yüzü geriye bakan
çocuk koltuğu kullanılmamalıdır.
Eğer direksiyon ayarlanabiliyorsa başa doğru değil de göğse doğru
konumlandırılmalıdır.
Hava yastıklarının diğer bir dezavantajı da sadece bir kullanımlık olmasıdır. Bir
kullanımdan sonra hava yastığı değiştirilir. Bu durumda araç sahibine ağır bir maddi külfet
yaratır. Fakat kurtardığı hayatlar söz konusu olduğunda bu miktarların hiçbir önemi kalmaz.
2.1.3 Hava Yastığı İle Emniyet Kemerinin Bir arada Bulunması Gerekliliği
Her iki sistem birleştirildiğinde, araçta bulunanların küçük hareketleri yüksek
sınırlama güçlerine, bu da ideal olmayan yaralanmalara yol açmaktadır. Konuyla ilgili başka
bir problem ise hava yastığının ek bir enerji kaynağına ihtiyacı vardır. Bu problem yastıktan
yolcuya emniyet kemeri kuvvetlerinin önemli olduğu bir zamanda momentum transferi
yapılmasıyla ayırt edilir. Bunun sonucunda ise göğsün ivme kazanmasından dolayı
sıkıştırması gibi ciddi yaralanmalara olur. Bu sebeple güvenlik sınırlama sistemleri
mühendislerinin çalışmalarının odağını hava yastığı sistemi ile birlikte kullanılmak için özel
olarak yapılmış ideal bir emniyet kemer sisteminin pratikte kullanılabilecek biçimde dizayn
edilmesi oluşturmaktadır.
Emniyet kemeri, sadece ön çarpmalarda sürücünün ve yolcuların yerinde kalmasına
yönelik olduğundan tam bir koruma sağlayamaz. Bu sebeple araçlarda sadece emniyet
kemerinin bulunması sürücünün ve yolcuların can güvenliğini tehlikeye sokar.
34
Şekil 17, tipik bir emniyet kemerinin, hava yastığının ve her ikisinin birlikte
kullanılması durumunda performanslarını göstermektedir. Yüksek göğüs hızlanmalarına pek
rastlanmamakla beraber her iki güvenlik elementinin beraber kullanımında sistemin direkt
koruma özelliğini artırmaktadır.
- Şekil 17 -
Alman ADAC – Motorworld kulübü, hava yastıklarıyla donatılmış iki benzer arabanın
50 km/h’lik bir hızdaki çarpışma testlerini gerçekleştirmiştir. Testte kullanılan otomobil
içerisindeki mankenlerden sadece birisinin emniyet kemeri takılıyken diğer araçtaki mankenin
emniyet kemeri takılı değildir. Yapılan testler sonucunda emniyet kemeri takmayan mankene
çarpışma esnasında etkiyen kuvvetler belirlenmiş ve yolcuların ne gibi zararlara
uğrayabileceği saptanmıştır. Emniyet kemeri takan yolcular kaza esnasında sadece ezikler ve
hafif yaralanmalara maruz kalırlarken. Emniyet kemeri takmayan yolcularda göğüs kafesinde,
ayaklarda, kalça eklemlerinde, diz kapaklarında kırıklara ve derin vücut yaralarına
rastlanmaktadır. Hava yastıklarına rağmen, dizlerin, kalça eklemlerinin ve leğen kemiğinin
özellikle emniyet kemeri tarafından korunduğu ifade edilebilir. Ayrıca yolcuların taşıtın dışına
fırlaması emniyet kemeri kullanımıyla engellenir.
Hava yastığı trafik kazası sırasında tek başına yeterli koruma sağlamaz. Hava yastığı
sadece emniyet kemerine ek bir güvenlik elemanıdır ve emniyet kemerinin yerini hiçbir
35
zaman tutmaz. Kazalar üzerinde yapılan araştırmalarla en az ölümcül yaralanmaların % 50’si
ve diğer ciddi yaralanmaların % 87’sinin emniyet kemerinin kullanılmasıyla önlenebileceği
saptanmıştır.
Emniyet kemeri ünitesi ve hava yastığı ünitesi birleştirilerek oluşturulan güvenlik
sistemi, sadece hava yastığı veya sadece emniyet kemeri kullanımından doğan problemleri
ortadan kaldırır.
2.1.4 Koltuk Kafalıkları
Koltuk Kafalıkları, bir taşıta arkadan çarpıldığında yolcunun başının geriye doğru olan
hareketinden kaynaklanabilecek boyun zedelenmelerini azaltır. Günümüzdeki taşıtların büyük
bir kısmı koltuk kafalıklarıyla donatılmış olmasına rağmen, montajı esnasında doğru
yerleştirilmemiş veya yolcu tarafından yükseklik ayarı doğru yapılmamış kafalıklar
yaralanmalara sebebiyet vermektedir. Sürücünün veya yolcunun başı, kafalığın en üst
seviyesiyle aynı hizada olmalıdır. Kafalığın yüksekliği, kafalığın merkezi göz hizasına
gelecek şekilde ayarlanmalıdır. Koltuk kafalıkları doğru ayarlandığı zaman koruma
sağlanabilir. Sırt ile koltuk arka dayanağı arasına yastık veya minder koyulması halinde baş
ile kafalık arasındaki mesafe artacağından koltuk kafalığı yeterli korumayı sağlayamaz.
Bazı otomobil firmaları koltuk kafalıklarının güvenliğini arttırmak amacıyla çalışmalar
yapmaktadır. Bu çalışmalara örnek olarak Volvo ve Saab firmalarının yapmış oldukları
çalışmaları gösterebiliriz. Saab’ın en son geliştirdiği aktif koltuk kafalıkları, kaza anında öne
ve yukarıya doğru hareket ederek boynu sabitler ve zedelenmesini engeller.
36
- Şekil 18 - Aktif Koltuk Kafalığı
2.1.5 Arka Koltuk Dayanakları
Özellikle steyşın vagon otomobillerde arka bagajda yer alan yükler ölümcül kazalara
sebebiyet vermektedir. Eğer bagajdaki yükler bir şekilde sabitlenmezse, bir çarpışma
esnasında yolcu kabininin içerisine girip yolcuları yaralayabilir.
Yuvarlanma sonucu, kazalarda otomobil içerisindeki yolcuların çoğu zaman kendi
bagajları nedeniyle öldükleri görülmektedir. Bunun için bu yüklerin bazı aparatlarla ( kanca
vb. ) sabitlenmesi gerekir.
Otomobillerin arkasındaki katlanabilir arka koltuk dayanaklarıyla birlikte
çaprazlamasına yerleştirilmiş çelik barlar, bagajdaki yüklerin yolcu kabinine girmesi
engelleyen güvenli bir bariyer oluştururlar.
2.1.6 Direksiyon Sistemi
Hareket halindeki bir taşıtın yönlendirilmesinde kullanılan bir sistemdir. Günümüzde
daha çok dişli çubuk ve servo direksiyon sistemleri kullanılmaktadır.
Dişli çubuk sistemlerinin verimi yüksektir ve kumanda edilen tekerleklerle direkt
teması vardır. İstenilen kumanda elastikliğinin sağlanabilmesi için direksiyon milinde lastik
elemanlar kullanılır. Konforlu taşıtlarda genellikle ilave bir darbe sönümleyici kullanılır.
Tahrik piyonu ortaya veya herhangi bir tarafa konulabilir. Böylelikle tekerleklerde ortadan
veya yandan tahrik alınabilir.
Servo direksiyonlarında elastikiyet dişli çubuk mekanizmasına oranla daha fazladır.
Servo direksiyonların en önemli görevi, direksiyonu çevirmek için gerekli kuvveti
azaltmaktır. Özellikler park etme esnasında sürücünün direksiyon kontrolü için harcadığı
kuvvetini önemli ölçüde azaltır.
37
Direksiyon mili ve direksiyon simidinden doğan yaralanmaları en düşük seviyede
tutabilmek için taşıtlarda, enerji yutan, deformasyon oranı yüksek, katlanabilir elemanlar
kullanılmaktadır.
Bir taşıtın önden çarpması esnasında sürücüye direksiyondan aktarılabilecek kuvveti
en aza indirmek ve
direksiyon milinin yolcu
kabininin içerisine
sokulmasını
önleyebilmek amacıyla,
katlanabilir veya kaçık
eksenli direksiyon sistemi
kullanılır.
- Şekil 19 - Kaçık Eksenli Direksiyon Sistemi
2.2 Dış Emniyet
38
Dış pasif güvenlik, taşıtın dışarısında bulunan trafikteki tüm katılımcıların yaralanma
şiddetini en aza indirmeyi amaçlayan, taşıtla ilgili tüm tedbirleri içerir. Meydana gelen bir
kaza esnasında bir taşıt tarafından çarpılan yayalar, bisiklet ve motosiklet sürücülerinin
yaralanma şiddetini minimum seviye indirecek, taşıtların dizaynıyla alakalı bütün çalışmaları
kapsar.
Dış pasif güvenliği belirleyen faktörler;
Taşıt gövdesinin ( karoserinin ) deformasyon özelliği,
Taşıt gövdesinin ( karoserinin ) dizaynı.
Buradaki asıl amaç taşıt kaportasında yaralanmaya neden olabilecek çıkıntı veya kesik
köşelerin bulunmamasıdır.
Kazalarda en şiddetli yaralanmalar, yayalara taşıtın ön kesitinin çarpmasıyla oluşur. Bu
durumda taşıtın dış formunun ve dış boyutlarının taşıt dışarısındaki yolculara zarar
vermeyecek şekilde dizayn edilmesi gerekir. Örneğin iki tekerlekli taşıtlarla otomobiller
arasındaki çarpışmalar sonucunda oluşabilecek yaralanma ve ölümlerin en aza indirilebilmesi
için, otomobilin dış gövdesinde, iki tekerlekli taşıtların bazı özellikleri göz önüne alınarak
bazı dizayn değişiklikleri yapılabilir.
2.2.1 Taşıt Gövdesinin ( Karoserinin ) Deformasyon Özellikleri
Günümüzde bir binek otomobili karoserinin çok yönlü görevleri vardır. Yolcuları dış
hava şartlarından korumasının yanı sıra konforlu olmalıdır. Ayrıca karoseri çeşitli elemanların
da taşıyıcısıdır ve estetik, aerodinamik, hafiflik ve emniyet unsurlarını da kendinde toplaması
istenir.
Amerika'da 1966 yılında yürürlüğe giren Motorlu Taşıtlar Güvenlik Kanunu'ndan
sonra, bir dizi yasal kısıtlamalar getirilmiştir. Bunlardan en iyi bilineni, bir otomobilin sabit
bir bariyere 48.3 km/h (30 mil/h) hızla önden çarpması durumunda, yolcuların hayati tehlike
oluşturacak boyutta yaralanmamaları şartıdır. Model onayının alınması yapılan çarpma testleri
ve diğer testlerde karşılanması zorunlu olan şartlar aşağıda açıklanmıştır:
39
Baş yaralanma kriteri (HIC - Head Injury Criteria); Baş yaralanma kriterinin
belirlenmesinde baş ivme değerleri kullanılmaktadır ve müsaade edilebilir maksimum ivme
değeri HIC < 1000 m/s² değeriyle sınırlandırılmıştır.
Göğüs yaralanma kriteri; göğüs kafesinin müsaade edilebilir maksimum ivmesi, 60
g/ms² olarak sınırlandırılmıştır.
Bacak yaralanma kriteri; kalçaya etki eden kuvveti 10 kN olarak sınırlandırılmıştır.
Diğer genel şartlar şunlardır:
Yakıt deposunda sınırlı sızıntı olabilir,
Çarpma sırasında kapılar açılmamalıdır,
Çarpmadan sonra kapılar yeterince açılabilmelidir,
Ön camın koruduğu bölgeye taşıt parçaları girmemelidir,
Direksiyon simidinin yatay kayma miktarı, < 10 cm olmalıdır,
Yolcu mahallindeki kapaklar açılmamalıdır,
Hayati hacim boyutları küçülmemelidir.
40
- Şekil 20 -
Bu şartların tamamlayıcısı olarak, darbe durumunda enerji absorbe edebilme özelliği
bulunan yapı, belirli ve olabildiğince düzgün bir yavaşlama ivmesine sebep olmalıdır. Yolcu
bölümü ise, mümkün olabildiğince sağlam ve şekil değişimine karşı dirençli olmalıdır.
Eskinin ağır gövdeleri yerine, günümüzde uzay kafes (SF-space frame) sistemine göre
üretilmekte olan yüksek dayanımlı profillerden yapılan hafif gövdeler ve çarpışma anındaki
darbe kuvvetinin yolcu kafesine ulaşmadan sönümlenmesi için eklenen ön deformasyon
kuşakları, Şekil 20 de görüldüğü gibi çarpışma anındaki kuvvetleri önemli ölçüde absorbe
ederek hayat kurtarıcı bir fonksiyon üstlenmektedir.
Çok sayıda eşitliğin çözülmesini gerektirdiğinden, taşıt gövdesinin deformasyon ve
enerji absorbe etme davranışı bilgisayar simülasyonları ile analiz edilmektedir. Bunun için,
şasi ve tüm gerekli elemanlar dahil, taşıt gövdesinin binlerce elemana bölündüğü sonlu
elemanlar yöntemi kullanılır. Öncelikle önemli elemanlar incelenir. Örneğin, uzunlamasına
darbe sönümleyici kirişlerin akordeon biçiminde deforme olması durumunda absorbe ettiği
enerji, eğilmesi halinde absorbe ettiği enerjiden daha fazladır. Bu ise, kirişin uygun tasarımı,
levha kalınlığı, kesit biçimi ve yolcu kabini ile taşıtın ön kısmına tutturulma biçimi gibi
faktörlere bağımlıdır.
Direksiyon sütununun üst ucunun arkaya doğru maksimum yer değiştirme miktarı
yasal olarak sınırlandırılmıştır. Uzunlamasına ve yanal çarpmalarda deforme olabilmesi için,
direksiyon millerinin alt kısımları katlanabilir üniversal mafsallı, muhafazaları yarıklı veya
körüklü vb. yapılmaktadır.
Karşıdan çarpmalarda sürücünün ayağındaki baskıyı ve muhtemel bacak hasarlarını
azaltmak üzere pedal serbest bırakma sistemleri (Pedal Release System) kullanılmaktadır.
Yolcu tutucu sistemler de ergonomik olarak tasarlanmalıdır.
Kaza sonrasında taşıtın yanma riskini azaltmak için yakıt deposunu korumak üzere ön
deformasyon sacı kullanılmakta, yakıt boruları deformasyon bölgesi dışına alınmakta, ayrıca,
yolcu bölümündeki yangın tehlikesini azaltmak üzere, yanmaya karşı dirençli malzemeler
kullanılmalıdır.
41
- Şekil 21 -
Çarpışmalarda güvenlik artırıcı sistemlere çok ihtiyaç vardır. Ancak, taşıtların yapısal
tasarımları sadece güvenlik temeline dayandırılmamaktadır ve ayrıca, birçok tasarım amacı
birbirleriyle çatışabilmektedir. Örneğin özellikle aracın ön darbelere karşı mukavemetli
olması için, ön kısmı ile yolcu bölümü arasında deforme olabilen fakat sağlam bir bağlantı
olması istenmektedir. Bu bağlantının ses geçirgenliği ise istenmeyen bir durumdur. Çünkü
motor sesi bu ses köprüsü vasıtası ile yolcu bölümüne iletilmekte ve şartlara bağlı güvenliği
olumsuz yönde etkilemektedir. Günümüzde, amaçlanan bu tasarım karmaşalarının çözümü,
bilgisayar simülasyonları yardımıyla olmaktadır.
2.2.2 Yekpare Gövde
Yekpare gövdeli taşıtlarda karoserler değişik form ve kalınlıklarda saçlardan oluşan
tek bir metal üniteden meydana gelmektedir. Bu gövde araca, gerek dışarıdan alacağı ve
gerekse dış yapısı açısından gereken önlemleri verecek şekilde olmalıdır. Bunun için gövde
sahip olduğu estetik görüntünün yanında dış etkenlerden kaynaklanabilecek ( yol, yaya
bariyer, başka bir araç vb. ) burulma ve bükülmelere karşı güçlü olmak zorundadır.
Günümüzde en yaygın olarak kullanılan gövde dizaynıdır. Çelik saç bileşenlerinin
üzerine gövde panellerinin kaynak edilmesiyle oluşturulur. Bireysel parçalar, kaynak
yönteminden başka aynı zamanda yapıştırma yöntemiyle de birleştirilebilir.
42
Bu tip karoser dizaynında taşıtın tipine bağlı olarak karoser yüzeyi üzerinde beş bine
yakın nokta kaynağı uygulanmaktadır. Ön çamurluklar, kapılar, motor kaputu ve bagaj kapağı
gibi parçalar, karoserinin destekleyici yapısı üzerine cıvatalanmak suretiyle monte edilirler.
Gövdenin tabanı, ön kısmında motor taşıma görevi bulunan iki adet kare kesitli şasi
kolları ile güçlendirilmiştir. Ayrıca tabanın altında vida veya kaynak bağlantıları ile yine
gövdeyi kuvvetlendiren bir veya birden fazla şasi takviye saçları bulunmaktadır.
Bu tip konstrüksiyonlarda gövdenin yapısı kaza esnasında değişken direnç gösterecek
şekilde imal edilmiştir. Bu amaçla gövde yapısında dayanımı arttırıcı yüksek gerilime
mukavim çelik ve benzeri malzemeler kullanılmaktadır. Ayrıca gövde yapısında bulunan bazı
elemanlar ( A, B, C ve D payandaları, enine ve boyuna kirişler, traversler vb. ) taşıt yapısının
direncini ve taşıtın rijitliğini arttırır. A desteği ( payandası ), ön cam ve taşıtın ön tavanını
destekler. Aynı zamanda taşıt tavanını güçlendirerek yolcuları kazalara karşı korur. B desteği,
taşıtın yan orta tarafında ve yan kapıların birleştiği kısımda yer alır. Orta dikme olarak da
adlandırılır. Tavanı rocker panele ( kıvrılmış bar ) bağlar. C desteği, taşıtın arka penceresini
veya taşıtın arka tarafını destekler.
- Şekil 22 -
2.3 Pasif Güvenlik Sitemlerindeki Elektronik Gelişmeler
43
Gelecek yüzyılda taşıtlardaki pasif güvenliğin arttırılması, elektronik sistemlerin
taşıtlarda etkin bir şekilde kullanılmasıyla sağlanacaktır. Günümüzde hava yastıklarında, şasi
ve gövde sistemlerinde, sensörler vb. çeşitli elektronik sistemler kullanılmaktadır.
2.3.1 Hava Yastığı Sistemindeki Elektronik Gelişmeler
Ön hava yastıklarındaki elektronik gelişmeler; elektronik kontrol ünitelerinin ( EKÜ )
boyutlarının küçültülmesi ve darbe algılayıcı sensörlerin EKÜ’nün içerisine yerleştirilmesi
gibi konular üzerine yoğunlaşmıştır. Sensörlerin ve EKÜ’nün bir arada kullanılmasıyla
kablolar ve bağlantı elemanlarının kullanımına son verilmiştir. Hava yastıklarında taşıtların
yavaşlamasını algılayan akselerometrelerin ( hızlanma ölçücüleri ) kullanımı gittikçe
artmaktadır.
Her ne kadar hava yastıklarında nitrojen gazı üretilmesi için genellikle katı propellant
kullanılmakta ise de günümüzde elektronik kontrollü selenoid bir valfe hava yastığına
bağlantısı sağlanan bir silindir içerisinde sıkıştırılmış inert gazların ( Argon vb. ) kullanımı
yavaş yavaş yaygınlaşmaktadır. Bu sayede hava yastıklarının şişme hızı, küçük çocukların
veya narin yapılı yolcuların yüzüne çarparak zarar vermeyecek şekilde ayarlanmış olur. Ön
koltuklara yerleştirilen ve yolcu yükseklikleri ile ağırlıklarını algılayan sensörlerin
kullanılmasıyla hava yastıklarının performansı arttırılmaktadır.
Tüm taşıt kazalarının yaklaşık üçte biri yandan çarpışmalara şeklindedir. Taşıtlarda
yandan alınan darbelerde, yolcuların yaralanma riskini azaltmak amacıyla yan darbe hava
yastıkları kullanılmaktadır. Yan darbe hava yastıklarının hızlı bir şekilde şişmesi gerekliliği
taşıt üreticilerinin karşılaştığı en önemli dizayn problemidir. Ön darbe hava yastıklarının
100ms gibi bir düre içerisinde şişmesi gerekirken bu süre yan darbe hava yastıklarında 20ms’e
kadar düşmektedir. Yan darbe hava yastıklarının kısa sürede şişmesini sağlamak amacıyla
hızlı ve yanlışsız bir şekilde ölçüm yapabilen yan darbe sensörleri kullanılmaktadır. Birçok
üretici firma bu amaçla mikro yapıda akseloremetreler geliştirmiştir. Bu akseloremetreler yan
kapı çerçevelerinin içine ve şasi üzerinde değişik bölgelere yerleştirilerek hava yastığının
yanlış bir zamanda şişmesi önlenmektedir.
44
2.3.2 Direksiyon Sistemindeki Elektronik Gelişmeler
Direksiyon Sitemindeki kremayer ve pinyon dişlisi grubuna akım elektrik motoru,
elektromanyetik kavrama ve motor devrini azaltan dişli kutusu kombinasyonu tarafından
aktarılır. Motor torku doğrudan pinyon dişli miline veya kremayer miline uygulanır. Taşıtı
sevk etmek için harcanan efor, hidrolik sistemdekine oranla daha fazladır. Elektrikli
direksiyon sistemlerinin hidrolik sistemlere oranla montajı daha ucuzdur ve sistem daha
güvenilirdir. Hidrolik sistemlerde, direksiyon simidinin döndürülmediği durumlarda dahi
hidrolik pompa sürekli çalışır halde tutulmalıdır. Elektrikli direksiyon sisteminde ise sadece
direksiyon simidi döndürüldüğünde elektrik gücü harcanır.
3. ÖRNEKLER
3.1 Yeni Renault Laguna
Yeni Laguna’da üçüncü nesil Renault Koruma Sistemi bulunuyor. Bu sistem, önde
yakın korumalı, arkada gizlenebilir koltuk başlıkları, sürücü koltuğunda çift ön gergili
emniyet kemeri (karın bölgesi ve toka), tüm koltuklarda 3 noktalı emniyet kemerleri, önde
400 daN ve yan arka koltuklarda 600 daN’lik güç limitörleri, tüm koltuklarda kemer altından
kaymayı önleyici bir sistemden ve önde iki adaptatif, iki yan göğüs, kafa için iki perde hava
yastığından oluşup, tüm versiyonlarda standart olarak sunuluyor. Bu alandaki geliştirmeler
çocuk güvenlik sistemi, yolcu için emniyet kemeri takılı değil sesli uyarısı, daha geniş
çarpışma konfigürasyonunu kapsayan hava yastıkları ve ön koltuklarda yeni nesil koltuk
başlıkları ile ilgili olarak gerçekleştirildi.
Yeni Laguna, şiddetli bir cepheden çarpışmada yolculara daha yüksek koruma
sağlıyor. Bu alandaki kazanç daha geniş çarpışma konfigürasyonları panelinde enerjiyi daha
iyi emmek üzere tasarlanmış hava yastıklarının farklı düzeylerde açılma ayarlarının
optimizasyonundan kaynaklanıyor. Böylece, Yeni Laguna’da üç bölümlü ve iki gaz
jeneratörlü uyarlanabilir bir hava yastığı bulunmaktadır. Birinci bölüm sürücü için 45 litrelik
küçük bir hacim ile yolcu için 90 litrelik bir şişme hacmi sağlıyor (bir tek jeneratör devreye
girer). İkinci bölüm, sürücü için 60 litre, yolcu için 120 litre olmak üzere daha büyük bir
hacme tekabül eder (iki jeneratör çalışır). Üçüncü bölüm iç havalandırmaya yarar ve sıcak gaz
45
nedeniyle yanmaları önler. Bu bölüm aynı zamanda hava yastığı içinde basıncın giderek
azalmasını sağlar.
Sürücülerin dizlerini korumak üzere Renault, sorunu kaynağında ele alıyor. Çift
öngergi sayesinde yolcu, hareket başlamadan önce koltuğuna sıkı sıkıya bağlanır. Güç
limitörü ile birleşen sistem kalça hareketlerini ve göğüs üzerine uygulanan güçleri kontrol
eder ve sınırlar; yolcunun hız kazanmasını önler.
Cepheden ve yandan çarpışmalarla ilgili olarak, Renault mühendisleri, ilgili hava
yastıklarının şişmelerini ve sönmelerini yeniden incelediler; buna göre, hava yastıklarının
yüksek hızda çarpışma halinde «tamamen sönme durumu» limiti geciktirildi.
Yeni Laguna’da entegre ayarlı yeni nesil kafalık görülüyor. Bu kafalığın özelliği,
tutma çubuklarının bundan böyle koltuk sırtlığının üst kısmında değil de kafalık içinde
kaymasından kaynaklanıyor. Bu yeni kafalık, yolcunun sırtının koltuk sırtlığı üzerindeki
konumu ile kafanın duruş ve konforunu iyileştiriyor. Kafalık ayarı, kullanım sırasında
sürücünün doğru pozisyonda olmasını sağlayan ve ayar konumunun yersiz şekilde
bozulmasını önleyen yeni bir entegre kumanda sistemi ile kolaylaştırıldı.
Yeni modelde Laguna’nın programlı deformasyonlu yapısının üstün özellikleri aynen
korundu. Böylece, yığılmaların kontrolü sayesinde, iç mekânın bütünlüğü korunarak, ön ve
arka blokların azami şekilde gömülmesi sağlanıyor; fren pedalının kaza anında zemine
yapışma özelliği ayak bileğinden yaralanma risklerini sınırlıyor; kullanılan dolgular ve pasif
geri çekmeli direksiyon kolonu kasa güvenliğini arttırma çalışmasını tamamlıyor.
Diğer Renault modellerinde olduğu gibi, Yeni Laguna’da da çocuk koltukları için 3
bağlama noktalı Isofix tespit sistemi bulunuyor. Sırt veya yüz yola dönük konumdayken,
Renault sistemi, yapılan her testten aldığı mükemmel sonuçlarla Euro NCAP çarpışma
normlarına (65km/s’e) uyum gösteriyor. Çocuk koltuğunun salt emniyet kemeri ile
bağlanmasına kıyasla, Renault otomobillerindeki Isofix sistemi, cepheden ve yandan çarpışma
durumunda çocuğun vücudunun hareketini %25’ten fazla azaltmaktadır. Sistemde tespit
halkalarına erişme iyileştirilmiş, bu amaçla koltuk minderinin dibine dikiş yerine fermuar
konmuştur.
46
Ön yolcu koltuğunda « sırtı yola dönük » çocuk koltuğunun kullanılması halinde,
gösterge tablosundaki bir düğme ile hava yastığı devreden çıkarılabilmekte ve çocuk koltuğu
risksiz bir şekilde kullanılabilmektedir. Gösterge tablosunda sürekli yanan bir ışıklı gösterge
sürücüye güvenlik sistemlerinin durumu hakkında bilgi verir. (www.kurumsalhaberler.com)
3.2 BMW 1 Serisi
Tüm koltuklarda baş hava yastıklarını içeren hava yastığı sistemini ise ihtiyaç anında,
darbe sezicileri saniyenin onda biri kadar bir süre içinde doğru güçte devreye sokuyor. Bu
sisteme, standart emniyet kemeri gergileri ve altı hava yastıklı (sürücü ve ön yolcu hava
yastığı, sürücü ve ön yolcu yan hava yastığı, ön ve arka kafa hava yastıkları) hava yastığı
sistemi dahil. ( www.hurriyet.com.tr)
Yeni Opel Astra TwinTop
Hava yastığı kontrol sisteminde bulunan ve rotadan sapmaları fark eden çok özel bir
sensör, boylamsal veya enine eksen boyunca aracın anî dönüş hareketlerini algılar. Olası bir
devrilme anında, kontrol sistemi koltuk emniyet kemeri gergilerini harekete geçirir. Aynı
anda, arka koltukların arkasındaki iki sağlam alüminyum güvenlik takviye çubukları, yukarı
doğru açılır ve 0.2 saniye içinde sıkıca kilitlenir. Eğer ön, arka veya yan darbeler için devreye
giren hava yastığı sensörleri de bir çarpışma durumu bildirirse, kontrol sistemi yine harekete
geçer. Bu çarpışma, güç arızasına neden olup bir devrilme meydana geldiği zaman, takviye
çubukları artık yerine yerleşmiş durumdadır. Bu mekanizma tavan kapalı olduğu zaman da
çalışarak daha fazla koruma sağlar. Ayrıca tüm aktif ve pasif güvenlik elemanlarını işleme
koyan SAFETEC sistemi; sürücü ve ön yolcu için iki-kademeli ön ve yan hava yastıkları ve
tüm yolcular için üç-noktalı emniyet kemerleri de içerir. Arkadan çarpışma durumunda sürücü
ve ön yolcunun boyun zedelenme riskinin azaltılmasına yardımcı olan aktif koltuk kafalıkları
ilave koruma sağlar. (www.gm-press.com)
47
- Şekil 23 -
3.3 Yeni 911 Carrera 4 Cabriolet
Yeni Cabriolet'in takla koruma sistemi, sütunlarına entegre edilmiş olan yüksek
dirençli çelik borular ile arka koltukların ardına entegre edilmiş ve olası bir takla anında
saliseler içinde otomatik olarak açılan takla barlarından oluşuyor. Söz konusu güvenlik
sistemleri iki adet kafa hava yastığı ile destekleniyor. Kapı döşemesine entegre edilmiş
durumda olan yastık şeklindeki kafa hava yastıkları, yandan gelebilecek olası bir darbe anında
yukarı doğru açılıyor. Hava yastıkları bu şekilde üstü açık kullanımlarda dahi kullanıcıların
kafa bölgesine optimum seviyede koruma sunmuş oluyor. İki adet Thorax tipi yan hava
yastığı ve iki adet ön hava yastığı ise pasif güvenliği tamamlıyor. ( www.otomotor.com)
- Şekil 24 -
48
4. SONUÇ
Gerek yol şartlarının gerekse sürücülerin sebep olduğu kazalarda meydana gelebilecek
hasarı minimuma indirmek için geliştirilen bu güvenlik sistemleri adı üstünde pasif
sistemlerdir ve bu sistemleri etkin hale getirmek yine insana kalmaktadır. Bu emniyet
sistemlerini etkin olarak kullanmak güvenlik açısından çok önemlidir ve kazalarda oluşan
hasarları büyük ölçüde azaltırlar.
Yasal düzenlemeler başta olmak üzere tüketicinin bilinçlenmesi, rekabetin artması,
teknolojinin kendini kanıtlaması ve yaygınlaşması gibi nedenlerle pasif güvenlik sistemlerinin
kullanımı günümüzde yaygınlaşmış vaziyettedir.
Bu sistemlerin güvenilirliğini kabul ettirdiği ve ürün çeşitliliğini artırdığı için ilerleyen
senelerde araçlar için geliştirilen güvenlik sistemlerinin daha da gelişmesi ve kazaların
olumsuz sonuçlarını azaltmakta bir adım daha ileriye gidilmesi beklenmektedir. Fakat bu
sistemler her ne kadar güvenilir olsa da yollarda bilinçsiz şekilde sürülen taşıtlar ve bunların
sebep olduğu bazı kazaların sonuçlarını engellemede bazen etkisiz kalabilirler. Bunun için
yolcu ve taşıt güvenliği için kazaya davetiye çıkarmayacak şekilde, belirtilen limitler
dahilinde, bu güvenlik sistemlerini kullanarak gitmek meydana gelecek kaza olasılığını
minimuma indirir.
49
KAYNAKÇA
[1] AYTAÇ K. , EKİN, A. “Çocuk Koltuğu ve Emniyet Kemeri Kullanım Yaygınlığı”,
Ege Üniversitesi Tıp Fak. Adli Tıp Anabilim Dalı
[2] ÇETİNKAYA, S. “Trafik Güvenlik Sistemleri”, Türkiye Trafik Güvenliği Vakfı,
G.Ü Teknik Eğitim Fakültesi, 1999
[3] DERİCİ, H. “Hava Yastığı Üretimi ve Teknolojisi”, Uludağ Üni. Tekstil Müh.
Bölümü, Bitirme Tezi, Bursa 2002
[4] EMNİYET GENEL MÜDÜRLÜĞÜ, Trafik Hizmetleri başkanlığı “Ülkemizde
Emniyet Kemeri Kullanımı”, 1999
[5] ERŞEN, A.Kutay “Pasif Güvenlik Sistemlerindeki Gelişmeler”, 2002
[6] ERSOY, S. “Araç Güvenlik Sistemleri”, 2004
[7] RECEP, T. “Trafik Kazalarının Analizi”, Yüksek Lisans Tezi, YTÜ, 1998
[8] www.trafikguvenligi.org.tr
[9] www.obitet.gazi.edu.tr
[10] www.geocities.com/otobilgi
[11] www.auto.howstuffworks.com
50
[12] www.ktefotodireksiyon.tripod.com
[13] www.trafik.gov.tr
[14] Şekil 1,2,3 – www.ehliyetkursu.com
[15] Şekil 4,5 – www.tempre.te.ohost.de
[16] Şekil 6,7 – www.traport.com
[17] Şekil 9,10,11 - DERİCİ, H. “Hava Yastığı Üretimi ve Teknolojisi”
[18] Şekil 12,13,14,15 ,19 – www.obitet.gazi.edu.tr
[19] Şekil 16 - AYTAÇ K. , EKİN, A. “Çocuk Koltuğu ve Emniyet Kemeri Kullanım
Yaygınlığı”
[20] Şekil 17 – www.geocities.com/otobilgi
[21] Şekil 18 – www.garageboy.com
[22] Şekil 20,21 – www.aybak.org
[23] Şekil 22 – www.audi.com.tr
[24] Şekil 23 – www.worldcarfans.com
[25] Şekil 24 – www.otomotor.com
51
Özgeçmiş
Göksan Kadayıfçı
22.02.1984 yılında Muğla’da doğdu. İlkokulu babasının mesleğinden dolayı dört farklı okulda
okudu. ( Polatlı Cumhuriyet ilkokulu, Ankara Halide Edip Adıvar İlkokulu ve Çiğiltepe
İlköğretim okulu, Erzincan İnönü İlkokulu ). Ortaokulu Kıbrıs (Girne) de bitirdikten sonra
tekrar Ankara’ya döndü. Liseyi 2002 yılında Çankaya Milli Piyango Anadolu Lisesinde
bitirdikten sonra aynı sene Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümünü
kazandı. Halen aynı bölümde lisans eğitimine devam etmektedir.
52
top related