Geçmişten Günümüze 10 Otomotiv Teknolojisi
Eski sürücüler, otomobillerin artık sıradan kabul edilen emniyet kemeri ve hidrolik direksiyon gibi özelliklerden yoksun olduğu zamanları hatırlar. Günümüz modern araçları, son teknoloji güç aktarma sistemleri ve yüksek güvenlik sistemleri ile övünürler. Tüm bunlar, onlarca yıllık çalışmaların sonucunda ortaya çıkmıştır. Araçların bugünkü kadar güvenli, güvenilir ve konforlu hale getirilmesinde büyük rol oynayan 10 teknolojiye bir göz atalım.
Elektrikli Marş Motoru
Günümüz araçlarında, düğme ile veya uzaktan çalıştırma gibi özelliklere sahip marş sistemleri bulunur. Otomobilin ilk zamanlarında ise, sürücü arabayı çalıştırmak için bir krank kolunu manuel olarak döndürüyordu.
El krankları sadece rahatsız edici değil, aynı zamanda geri tepme sağladıkları için son derece tehlikeliydi. 1900'lerin başında otomotiv ile ilgili yaralanmaların (genellikle ölümle sonuçlanan) önde gelen nedeniydi.
1912'de elektrikli marş motoru, el krankının yedeği olarak piyasaya sürüldüğünde büyük bir coşku ile karşılandı. Artık sürücüler, sadece bir anahtarı çevirerek motoru rahatlıkla çalıştırabilecekti.
Marş motorunun icadı, insanlara ciddi yaralanma riski olmadan arabalarını çalıştırma yeteneği kazandırdı. Dahası, birçok kadın bir el krankını çalıştıracak güce sahip olmadığı için, marş motorunun piyasaya sürülmesi daha fazla kadın şoförün tek başına araç kullanabilmesininin önünü açtı.
Otomatik Şanzıman ve Tork Konvertörü
Tüm içten yanmalı motorlar, motordan gelen dönme kuvvetini manipüle etmek ve bu kuvveti tahrik tekerleklerine aktarmak için bir şanzıman kullanır. Otomobilin ilk günlerinde, tüm araçlar, vitesleri sürücülerin değiştirdiği manuel şanzımanlarla üretilirdi.
Dünyanın ilk otomatik şanzımanını General Motors yarattı. Bu gelişme Hydra-Matic olarak adlandırıldı ve 1940'ta ortaya çıktı. Günümüz şanzımanları gibi, Hydra-Matic de vites değiştirmek için hidrolik sıvı ve planet dişli takımları kullandı. Ünite ayrıca manuel şanzımanlardaki debriyajın yerini almak ve motorun stop etmesini önlemek için bir sıvı bağlantı cihazına (modern bir tork konvertörüne benzer) güveniyordu.
Kısa bir süre sonra, Buick Dynaflow (1947-1963) şanzımanda ilk gerçek tork konvertör tanıtıldı. Tork konvertörü, aracın durduğunda stop etmesini önler ve çekiş gücünü artırmak için hızlanma sırasında motor torkunu çoğaltır.
1990'larda, otomatik şanzımanlar bilgisayarlaşma yoluyla modern görünümlerine kavuştu. Sıvı akışını kontrol etmek için solenoidler kullanıldı. Aynı zamanda, otomatik şanzımanlar çeşitli ek modlar almaya başladı. Günümüzde, daha fazla dişli oranlarına sahip otomatik şanzımanlar geliştirilmektedir. 2002 yılında, altı ileri otomatik şanzıman (BMW), 2003 yılında yedi vitesli (Mercedes-Benz), 2007'de sekiz vitesli (Toyota) ve şu an yollarda dokuz ve on vitesli (Honda) otomatik şanzımanlı araçlar kullanılmaktadır. 2020 yılında ABD'de satılan yeni araçların %98,7'si otomatik şanzımanla donatıldı.
Emniyet Kemerleri
Emniyet kemerlerinin ilk versiyonları 1800'lere uzansa da, modern, üç noktalı emniyet kemeri ilk kez Volvo PV544'te tanıtıldı, ancak 1959 yılına kadar üretime girmedi. Volvo mühendisi Nils Bohlin, üç noktalı emniyet kemerinin tasarımını 1950'li yılların sonlarına doğru gerçekleştirdi.
1930'larda, Amerikalı doktorlar, otomobillerde emniyet kemeri olması konusunda kamuoyu baskısı oluşturmaya başladı. Çoğu tüketici, emniyet kemerlerinin iç yaralanmalara neden olabileceğine ve bir kaza anında yolcuların aracın içinde mahsur kalacaklarına inanıyordu. Sonuç olarak, 20. yüzyılın ilk yarısında otomobil üreticileri emniyet kemersiz araç ürettiler.
Ancak, otomobil endüstrisinin emniyet kemerleri konusundaki duruşu 1965'te Ralp Nader'in "Unsafe at Any Speed" isimli eleştiri kitabı ile değişti. 1968 yılında, Amerika Birleşik Devletleri'nde satılan tüm yeni arabaların üç noktalı emniyet kemerleri ile donatılmasını gerektiren bir federal yasa yürürlülüğe girdi. Bugün, dünyadaki birçok ülke arabada seyahat ederken emniyet kemeri takılmasını şart koşuyor. Bu iyi bir şey çünkü emniyet kemerleri yıllar içinde milyonlarca hayat kurtardı.
Hidrolik Direksiyon
20. yüzyılın ilk yarısında araçlarda, sürücünün ön tekerlekleri döndürmek için önemli bir kuvvet uygulamasını gerektiren manuel direksiyonlar vardı. Ancak 1951'de bir Chrysler Imperial'de hidrolik direksiyon piyasaya çıktığında işler daha da kolaylaştı. Birçok nesil boyunca Imperial, üst düzey yöneticiler, hükümet yetkilileri, kraliyet ailesi ve çeşitli ünlüler için lüks ulaşımın favori seçimiydi.
Artık tüm modern otomobillerde, sürücünün ön tekerlekleri döndürmesine yardımcı olan hidrolik direksiyonlar bulunuyor. Hidrolik direksiyon sistemi, sürücünün aracın mekanik direksiyon dişlisine uyguladığı kuvveti artırarak direksiyon simidinin daha kolay dönmesini sağlar.
Çoğu araçta hidrolik direksiyon veya elektrikli hidrolik direksiyon (EPS) bulunur. EPS sistemi, direksiyon dişlisi üzerinde hareket etmek ve direksiyon desteği sağlamak için bir elektrik motoru kullanır. Hidrolik direksiyon sistemleri ise aynı işlevi sağlamak için motorla çalışan bir pompa ve hidrolik sıvı kullanır.
Hidrolik Fren Sistemi
1960'lara kadar çoğu araba manuel frenlerle üretildi. Bu frenlerde aracı durdurmak zordur ve sürücüler bacak kaslarına güvenir. Araçların durdurulmasını kolaylaştırmak ve fren performansını artırmak için hidrolik frenler tanıtıldı. Bu teknoloji, fren pedalına basıldığında ana silindire kuvvet uygulayarak sürücünün fren pedalına basarken uyguladığı eforu azaltıyor ve aracın frenleme kabiliyetini 5 kat artırıyor. Çoğu sistem, vakumla çalışan bir fren servosu kullansa da, hidrolik sıvı kullanan (hidro-boost) sistemler de vardır.
Klima
Sıcak havalarda klimayı açmak ve ön paneldeki ızgaralardan gelen soğuk havayı yüzümüze üfletmek günümüz araçlarında sıradan gelebilir. Klima, günümüzde satılan araçların hemen hemen hepsinde standart bir donanım olarak geliyor. Ancak bir zamanlar üretilen arabalarda klima yoktu. Bunun yerine, bazı araçlarda harici olarak otomobil camına monte edilmiş, devasa evaporatif soğutucular vardı.
1950'lere kadar üretilen araçlarda klima yaygın bir seçenek olarak kullanılmadı. Çoğu araç, kabindeki ısıyı soğutmak için harici klima sistemleri kullandı. Bu teknoloji, satış sonrası araçlar için ek bir üründü ve 1930'lardan 1960'lara kadar popülerdi. Hava sıcaklığını düşüren ilk buluş olmasına rağmen, yalnızca nemin düşük olduğu bölgelerde çalışır ve arabanızın yanına bir elektrikli süpürge bağlamışsınız gibi bir görünüm yaratırdı.
Otomobil tarihinin büyük bir bölümünde klima, ya bir bilimkurgu yazarının hayal gücü ya da aşırı lüks bir ürün olarak kabul gördü. İlk üretilen, kapalı bir kabini dahi olmayan araçlara göz attığımızda, güneşten korunmak için şemsiye ve tente kullanıldığını görebiliriz. 1919'lu yıllarda sürücüyü ve yolcuları serinletmek için, hava sirkülasyonu sağlayan ve terlemeyi önleyen havalı minderler kullanıldı. Bu minderler günümüzde (Kool Kooshion) halen satılır. 1921'lere gelindiğinde ise küçük elektrikli fanlar kullanıldı. Bu fanlar havayı soğutmuyor, sadece küçük bir esinti yaratıyor ve terin buharlaşmasına yardımcı oluyordu. Günümüz otomotiv klimaları, bir asırlık bir buluş ve iyileştirmenin sonucudur.
1939 yılında Packard Motor Cars, klimayı opsiyonel olarak sunan ilk otomobil üreticisi oldu. Soğutma sistemi, ön panel yerine bagajda bulunurdu ve sistemi açmak veya kapatmak için tahrik kayışını A/C kompresörüne manuel olarak takmanız veya çıkarmanız gerekirdi. Sistem yaklaşık 274$'lık bir opsiyonla sunuldu. O dönemde, ortalama bir Amerikalının yıllık gelirinin 1368$ olduğunu düşünürsek bu inanılmaz bir paraydı. (Şimdinin 10.000$'ı gibi düşünebilirsiniz.)
Termostat yoktu ve motor her çalıştığında klima kompresörü de çalışıyordu ve bu da sistemin donmasına neden oluyordu. Sonuç olarak, sürücünün arabayı durdurması, kemeri kompresörden çıkarması, ardından bir süre sürüşe devam etmesi ve yeniden durması, klima kayışını yeniden takması ve bir süre daha soğuk havanın tadını çıkarması gibi zahmetli bir süreç işliyordu. Ayrıca, klima sistemi bagajda olduğu için ve yolcuların ensesinden estiği için ön koltuktaki yolculara çok iyi hava akışı sağlanamadı.
2. Dünya Savaşı'nın çıkması ile birlikte otomobil üreticileri klima sistemine odaklanamadı. 1954 yılında Pontiac ve Nash ilginç bir girişimde bulundu ve klima sistemini ön panele taşıyan ilk şirket oldu. Ancak, zahmetli sök-tak sistemine bir çözüm bulamadı.
1964 yılında Cadillac Comfort Control'ü tanıttı. Ayarlanabilir sıcaklık kontrolü ilk kez bu arabada kullanıldı. 1968 yılında AMC Ambassador, klimayı standart bir donanım olarak kabul eden ilk otomobil oldu.
Elektronik Ateşleme Sistemi
Benzinle çalışan araçlar, motorun içindeki hava-yakıt karışımını ateşlemek ve bujilere yüksek voltaj oluşturmak için bir ateşleme sistemine güvenir. 1970'lerin ortalarından önce, hemen hemen tüm uygulamalarda, ateşleme sistemi zamanlamasını kontrol etmek için bir mekanik distribütör kullanıldı.
Distribütörlü ateşleme sistemleri genellikle yüksek bakım maliyetleri içerir ve güvenilmezdi. 1970'lerin sonlarına doğru elektronik ateşleme sistemleri tanıtıldı. Bu sistem, elektronik bir tetikleme cihazı kullanarak elektronik bir modüle bujileri ne zaman ateşlemesi gerektiğini bildiriyordu.
Elektronik ateşleme sistemi, araç güvenilirliğini ve yakıt ekonomisini büyük ölçüde artıran daha hassas ateşleme zamanlaması sağlar. Bu teknoloji ayrıca günümüz araçlarında kullanılan, bilgisayar kontrollü gelişmiş motor yönetim sistemlerini mümkün kıldı.
Elektronik Yakıt Enjeksiyonu
Yakıt enjeksiyonunun icadından önce araçlar, karbüratör adı verilen bir tür mekanik yakıt dağıtım cihazıyla üretilirdi. Karbüratörler, yakıtı bir hazneden çekip motora iletmek için manifold vakumuna, atmosferik basınca ve hava akışına güvenirdi.
Eski bir araç kullanan herkes, karbüratörlerin belirli koşullar altında iyi çalışmadığını ve soğukken motorun durmasına neden olma eğiliminde olduğunu bilir. Dahası, karbüratörler, optimum performans için sürekli ayar gerektirir.
1980'lere gelindiğinde otomobil üreticileri, karbüratörlerin eksiklerini kabul ettiler ve yeni araçları elektronik yakıt enjeksiyon sistemi ile ürettiler. Elektronik yakıt enjeksiyonu, motorun ne zaman ve ne kadar yakıta ihtiyacı olduğunu belirlemek için çeşitli sensörlerden bilgiler alan bir kontrol modülü içerir. Kontrol modülü, motorun ihtiyaç duyduğu yakıtı karşılamak için yakıt enjektörlerini çalıştırır.
Yakıt enjeksiyon sistemi, günümüz araçlarını daha güvenilir kılmış, daha iyi performans ve yakıt ekonomisi sağlamıştır.
Airbag (Hava Yastıkları)
Amerikalı otomobil üreticileri, 1970'lerde üretilen araçlarda hava yastıklarını denemeye başladılar, ancak teknoloji 1990'lara kadar yaygın değildi. 1998 yılında, Amerika'da satılan tüm yeni araçların hem sürücü hem de ön yolcu hava yastıklarına sahip olmasını gerektiren "Intermodal Surface Transportation Efficiency Act" federal yasası yürürlülüğe girdi.
Hava yastıklarına genellikle tamamlayıcı koruma sistemi denir, çünkü bu teknolojinin amacı aracın emniyet kemeri sistemini desteklemektir. Tipik bir hava yastığı sistemi, ayrı bölmelere katlanmış iki veya daha fazla naylon torbadan oluşur. Yeterli güçte bir çarpışma olduğunda, basınçlı gaz hava yastıklarını şişirerek açılmasına neden olur ve yolcuları ciddi yaralanmalardan korur.
Araştırmacılar, hava yastıklarının kafa kafaya çarpışmalarda ölüm riskini %30 azalttığına inanıyor.
Bilgisayar Kontrollü Motor Yönetim Sistemleri
Çoğu otomobil üreticisi, 1980'lerde arabalarını bilgisayar kontrollü motor yönetim sistemleriyle donatmaya başladı. Teknoloji, araç emisyonlarını en aza indirmek, sürülebilirliği artırmak ve güvenilirliği artırmak için sensörler ve bir yerleşik bilgisayar kullanır.
Bilgisayar kontrollü motor yönetim sistemleri olmadan, günümüz araçlarında bulunan gelişmiş özelliklerin çoğu mümkün olmazdı. Motor yönetim sistemi, silindir devre dışı bırakma ve değişken valf zamanlaması gibi yakıt tasarrufu işlevlerinden adaptif hız sabitleyiciye kadar her şeyde rol oynar.
Özetle; otomotiv teknolojisi yıllar içinde büyük ölçüde değişti ve endüstri giderek artan bir hızla gelişiyor. Gelecek, otonom sürüş sistemlerinden elektrikli güç aktarma sistemlerine kadar, otomotiv endüstrisini ve tüm dünyayı şekillendirecek çok sayıda gelişme vaat ediyor.
