Aracınızı ani bir frenle durdurduğunuzda aracın kinetik enerjisinin büyük bir kısmı neredeyse anında kesilir. Peki bu enerji nereye gidiyor? Bu soruya cevap vermek için öncelikle farklı araç türlerindeki fren sistemlerine ve enerji dönüşüm süreçlerine bir göz atalım. Modern arabalarda genellikle disk frenler, kamyonlarda hava frenleri, bisikletlerde ise jant frenler kullanılmaktadır. Bu farklı fren türlerine rağmen, kinetik enerjinin ısıya dönüştürülme prensibi benzerdir. Örneğin bisikletlerde jant frenleri, fren yapılması sırasında tekerleğin jantına baskı yaparak ısı üretir.
Otomobillerde Frenleme Anında Oluşan Yüksek Isı
Bu süreçte fren balataları zamanla aşınmaya uğrar. Bu aşınma hem ısıdan hem de fren balatalarının jant üzerindeki yoğun sürtünme ve kuvvet nedeniyle parçalarının kopması sonucunda oluşur. Arabalarda ise frenleme sırasında ortaya çıkan ısı birkaç yüz santigrat dereceye ulaşabilir. Arabalar daha büyük kütleleri nedeniyle benzer hızlarda daha fazla kinetik enerji barındırır ve bu nedenle ısının etkili bir şekilde dağıtılması gerekir. Formula 1 gibi yüksek performanslı araçlarda fren balataları için özel malzemeler kullanılır ve ısı dağılımını maksimize etmek için tasarlanmıştır.
Frenle Kaybedilen Enerjiyi Yeniden Kullanabilir miyiz?
İlerleyen teknoloji ile birlikte araçlardaki frenleme sırasında kaybolan enerjinin bir kısmını geri kazanma fikri de popülerlik kazanmıştır. Elektrikli ve hibrit araçlarda rejeneratif frenleme sistemi sayesinde hareket halindeki aracın kinetik enerjisi tekerlekler üzerindeki motorun jeneratöre dönüşümü ile elektrik enerjisine çevrilir ve bu enerji aküde depolanır. Bu sistemle enerjinin en az %30’u hâlâ ısı olarak çevreye salınmaktadır ama geri kalan kısmı gelecekte kullanılmak üzere saklanabilir.
Sonuç olarak araç kullanırken enerjinin sürekli olarak dönüştüğünü ve yeni fren sistemleri sayesinde bu enerjinin daha verimli kullanılma yolunda önemli adımlar atıldığını görüyoruz.
Kaynak: Science Direct