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