Ani bir frenle arabanın neredeyse tüm enerjisini bir anda kestiğinizi söyleyebiliriz. Merak konusu olan ise bu enerjiye ne olduğu.
Gelin, bu sorunun cevabını verelim.
Modern arabalarda disk frenler, kamyonlarda hava frenleri, bisikletlerde ise genellikle jant frenler bulunuyor.
Bu farklılıklara rağmen kinetik enerjinin ısıya dönüştürülmesi, üçünde de benzer şekilde çalışıyor. Örneğin jant frenleri, frenler uygulandığında tekerleğin jantını sıkıştırıyor ve jantı, ısı üretiminin merkezi hâline getiriyor.
Tıpkı uzun bir inişte olduğu gibi uzun süreli bir fren yaptığınızda bunu bir bisiklette kendiniz de deneyimleyebilirsiniz. Ayrıca fren balatalarının, bir süre sonra aşındığını da fark edebilirsiniz.
Bu durum kısmen ısıdan, kısmen de tekerleğin jantının yoğun kuvvet ve sürtünme sebebiyle fren balatasının parçalarını koparmasından kaynaklanıyor. Bu sebeple enerjinin bir kısmı, fren balatalarının küçük parçalarını koparmaya çalışacaktır.
Arabalarda frenlemeyle oluşan ısı, birkaç yüz santigrat dereceye kadar ulaşabiliyor.
Çünkü arabalar, daha büyük kütle sebebiyle aynı hızda çok daha fazla kinetik enerjiye sahip oluyor. Bu durumda ise ısının dağıtılması gerekiyor. Böylece fren bileşenleri, uzun süreli ısıya maruz kalma nedeniyle kalıcı hasar göremeyecektir.
Ek olarak oldukça hızlı olan Formula 1 araçlarında, fren balataları için özel malzemeler kullanılıyor ve özellikle havanın çok daha fazla geçmesine ve ısının hızla dağılmasına izin verecek biçimde tasarlanıyor.
Peki bu enerjiyi tekrar kullanabilir miyiz?
Her iki durumda da frenleme sırasında bir arabanın kinetik enerjisi çevrede kayboluyor. Bununla birlikte rejeneratif frenlemenin ortaya çıkışıyla bu konu, farklı açılara evriliyor.
Şöyle ki elektrikli veya hibrit araçlarda hareket eden arabanın enerjisi, tekerlekleri iten motorun bir jeneratöre dönüştürülmesi sayesinde akü tarafından geri kazanılıyor. Hareket eden tekerleklerin sağladığı kinetik enerji ise jeneratör tarafından elektrik enerjisine dönüştürülüyor.
Sonrasında da gelecekte kullanılmak üzere depolanabilen aküye geri döndürülüyor. Buna rağmen enerjinin en az %30’u, genellikle ısı olarak çevreye veriliyor.
Özetle siz direksiyon başındayken enerji, sürekli olarak biçim değiştiriyor. Ancak rejeneratif frenleme gibi fren sistemleriyle, arabalarda enerjinin daha verimli kullanımına doğru ilerlediğimizi de ekleyemeden geçmeyelim. Yani geri kazanılan enerji, çevreye yayılmak yerine tekrar kullanılabilir.
Kaynaklar: SAE Teknik Makale Dizisi, Science Directİlginizi çekebilecek diğer içeriklerimiz: