Otoda akıllı sıvı mekanik parçaların yerini alıyor
Güncelleme Tarihi:
Emre ÖZPEYNİRCİ
Oluşturulma Tarihi: Temmuz 21, 2004 00:45
Otomobillerde mekanik aksamın yerini 'akıllı sıvılar' almaya başladı. Amortisör, klima ve direksiyon sistemlerinde kullanılan bu teknoloji, yıpranmayı ortadan kaldırarak daha dayanıklı araçlar üretilmesine olanak verirken, mekanik parça kullanım oranını da yüzde 40'a varan seviyeler de düşürüyor.
Bugünlerde her şey daha bir akıllanıyor. Şimdi de 'akıllı sıvılar' geliyor. Akıllı sıvı teknolojisi laboratuvardan çıkarak günlük yaşamın bir parçası olmaya başladı. Artık otomobillerde, köprülerde ve hatta dijital kameralarda kullanılmaya başlandı. Mekanik aksam yerine akıllı sıvı teknolojisinin kullanılması parçalarda yıpranmayı azaltarak kontrol ve sağlamlığı artırıyor. Akıllı sıvıların avantajını keşfeden otomotiv dünyası da amortisörler, klimalar ve direksiyon sistemlerinde bu sıvılardan yararlanmaya başladı. Yakın bir gelecekte otomobillerde kullanılan hareketli mekanik parçaların yerini bu sıvıların alması bekleniyor. Bu sıvılar sayesinde otomobillerde kullanılan mekanik parça oranının yüzde 40 azalacağı söyleniyorb
Arkadaşımız Alper Yoldaş'ın The Economist dergisinden derlediği habere göre 'Akıllı maddeler', ısıya göre şekil değiştirebilen ve elektrik alanı uygulandığında mekanik olarak biçim değiştiren 'piezoelektrik' maddeleri gibi biçimli hafıza alaşımlarını içeriyor. Bu maddelere akıllı deniyor, çünkü hissedebiliyor ve çevresel faktörlere karşılık verebiliyorlar. Ancak bu akıllı maddeler yalnızca katılarla sınırlı değil. Sıvılar da akıllı olabiliyor. Böyle sıvılar, otomobillerden dijital kameralara kadar birçok alanda kullanılıyor.
'Akıllı sıvılar' terimi genellikle elektronik veya manyetik alan ile özellikleri değişebilen, özellikle de, 'elektro-rheological' (ER) ve 'Manyeto-rheological' (MR) ile anında serbest akışkan sıvılardan daha yoğun sıvılara, hatta katıya dönüşebilen sıvılar için kullanılıyor. ER sıvıları silikon gibi yalıtkan sıvıların içinde dağılan küçük, yalıtkan parçacıklar içerirken, MR sıvıları manyetik olmayan taşımacı sıvıların içindeki parçacıkları kullanır. Normalde parçacıklar rasgele sıraya dizilirler. Ancak, alanın etkisine girdiğinde, sıvıyı daha akışkan hale getiren uzun zincirler halinde düzenli bir sıra oluştururlar. Bu süreç tersine de çevrilebilir; alanın etkisinden yoksun bırakıldığında, sıvı yeniden serbestçe hareket etmeye başlar. Alan çeşitlendirildiğinde, sıvının yoğunluğu dikkatlice kontrol edilebilir.
Yarım yüzyıldan fazladır, akıllı sıvılar laboratuvar merakı olmaktan öteye geçememiş. Ancak bilimsel ilerlemeler, örneğin sabit parçacıkların kümelenmesini veya tortulaşmasını engelleyen katkı maddelerinin bulunması ve bunların kontrolünü sağlamak için kullanılan sistemlerdeki gelişmeler, ilk ticari uygulamaların başlamasını sağlamış.
SIVI SÜSPANSİYONLAR
En çok kullanılan tür olan MR sıvıları, büyük kuvvetlere ER sıvılarından daha fazla direnç gösteriyorlar. Çünkü, özelliklerini değiştirmek için daha az enerjiye ihtiyaç duyarlar. MR sıvı teknolojisinin ticari gelişimindeki dünya lideri ise, titreşim ve hareket kontrolleriyle ilgilenen Cary's Lord Cooperation. İlk ticari başarısını 1997'de, 18 tekerlekli kamyonların süspansiyonlarında MR sıvısı teknolojisinden yararlanarak elde eden şirket, eski bir General Motors tedarikçisi olan Delphi Cooperation ile birlikte MR sıvısını otomobil süspansiyon sistemlerinde uyguladılar.
MagneRide adını verdikleri bu uygulama ilk kez Cadillac'ın Seville modelinde görüldü. Şimdi ise bir convertible roadster olan XLR'nin standart ekipmanları arasında yer alıyor ve bazı diğer modellerde opsiyonel olarak kullanılıyor. Sistemi oluşturan sensörler yolun yüzeyini görüntülemekle kalmıyor aynı zamanda sarsıntının gerekliliğiyle ilgili bir bilgi akımı sağlıyor. Amortisör pistonunun içindeki elektro-manyetik bobin ise sürekli değişen hareket seviyesini düzenlemek için sıvının yoğunluğunu ayarlayan bir manyetik alan yaratıyor.
Geleneksel süspansiyondan farklı olarak bu sistem, elektro-mekanik sübaplara veya aşınan küçük hareketli parçalara sahip değil. Böylece süspansiyon sisteminde mekanik parçaların kullanım oranı yüzde 40 azalıyor.
Ayrıca düşük frekanslarda gerçekten iyi bir kontrol sağlayabiliyor. Bu teknoloji aynı zamanda daha yumuşak bir sürüş sağlarken aracın yol tutuşunu da arttırıyor. Tek sorunu ise yüksek fiyatı... 2002'de üretimine başlamasından bu yana MagneRide süspansiyona sahip yaklaşık 100 bin otomobil satılmış. Şimdiye kadar yalnızca General Motors tarafından sadece lüks modellerde kullanılan teknolojinin maliyeti düştüğü taktirde daha ucuz otomobillerde de yaygınlaşacağı belirtiliyor.
Diğer bir otomotiv devi Ford Motors ise, MR sıvılarının farklı uygulama biçimlerini araştırıyor. Ford, hala aşırı pahalı bu sıvıların bir gün otomotiv süspansiyonlarında çok kullanışlı olacağını düşünüyor. Bu nedenle, akıllı sıvıları otomatik debriyajda kullanmak için araştırmalar yapıyor. Ford Bilimsel Araştırma Laboratuvarlarında üzerinde çalışılan tasarımlar mekanik debriyajla kıyaslandığında çok daha yumuşak. Böylece, gürültü azalırken araç da hafif bir şekilde harekete geçiyor. Ford, ayrıca daha sessiz klima kompresörleri üretmek için akıllı sıvıları kullanmanın yollarını da arıyor.
Depreme karşı binaları koruyor
Mikro işlemciler ve sensörler gibi, akıllı sıvıların kontrolü için kullanılan teknolojilerdeki sürekli gelişme yeni pazarlar da yaratıyor. Örneğin Lord, MR sıvılarını çamaşır makinelerinin sarsılmasını azaltmak için kullanılabileceğini ortaya çıkardı. Bu sistem işe yaradı, fakat en önemli engel yine yüksek maliyetler oldu. Bu sıvıları daha büyük yapılarda gözlemlemek de mümkün. Japon Ulusal Yükselen Bilim ve Yenilikler Müzesi'nde, Lord'un geliştirdiği sismik ayarlı MR sıvı amortisör kullanılıyor. Binanın yapısına entegre edilen sistem, olası bir depreme karşı şok emici olarak tasarlanmış. Bu sayede bina enerji emilimi ile hasara karşı korunuyor.
Amerika'da bulunan CSA Albuquerque Mühendislik, MR sıvıları temelli titreşim azaltıcı bir sistem geliştirdi. Bu sistem roket fırlatılırken uydulara zarar verebilecek sarsıntıyı azaltıyor. Aynı zamanda bu sıvılar, titreşimleri azaltarak uyduların daha iyi görüntüler elde etmesini sağlıyor. Diğer bir askeri kullanım alanı ise Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde araştırılıyor. Normal koşullarda giymek üzere sıvıyla doldurulmuş, esnek, rahat ve kurşun geçirmez bir üniforma üzerinde çalışılıyor.
ER sıvılarının kullanım alanları çok daha yavaş gelişiyor, çünkü sıvıyı daha yoğun veya katı halde tutabilmek için çok daha fazla enerjiye ihtiyaçları var. Ancak, son zamanlarda bu alanda önemli bilimsel gelişmeler gerçekleşmekte. Bu demek oluyor ki, ER sıvılarını da piyasada görmemize de az bir süre kalmış. Eğer enerji harcama problemi aşılabilirse MR sıvılarına göre daha avantajlı hale geçebilirler. Aktif hale gelebilmeleri için hacimli manyetiklere gereksinimleri yok ve sadece birkaç çift elektrota bağımlılar. Özellikle dokunmatik sistemlerde uygulanabilirler. Bununla ilgili bir fikir görme engellilerin kabartma okuyabilmesi ve yazabilmesi için kullanılması.
Arkadaşımız Alper Yoldaş'ın The Economist dergisinden derlediği habere göre 'Akıllı maddeler', ısıya göre şekil değiştirebilen ve elektrik alanı uygulandığında mekanik olarak biçim değiştiren 'piezoelektrik' maddeleri gibi biçimli hafıza alaşımlarını içeriyor. Bu maddelere akıllı deniyor, çünkü hissedebiliyor ve çevresel faktörlere karşılık verebiliyorlar. Ancak bu akıllı maddeler yalnızca katılarla sınırlı değil. Sıvılar da akıllı olabiliyor. Böyle sıvılar, otomobillerden dijital kameralara kadar birçok alanda kullanılıyor.
'Akıllı sıvılar' terimi genellikle elektronik veya manyetik alan ile özellikleri değişebilen, özellikle de, 'elektro-rheological' (ER) ve 'Manyeto-rheological' (MR) ile anında serbest akışkan sıvılardan daha yoğun sıvılara, hatta katıya dönüşebilen sıvılar için kullanılıyor. ER sıvıları silikon gibi yalıtkan sıvıların içinde dağılan küçük, yalıtkan parçacıklar içerirken, MR sıvıları manyetik olmayan taşımacı sıvıların içindeki parçacıkları kullanır. Normalde parçacıklar rasgele sıraya dizilirler. Ancak, alanın etkisine girdiğinde, sıvıyı daha akışkan hale getiren uzun zincirler halinde düzenli bir sıra oluştururlar. Bu süreç tersine de çevrilebilir; alanın etkisinden yoksun bırakıldığında, sıvı yeniden serbestçe hareket etmeye başlar. Alan çeşitlendirildiğinde, sıvının yoğunluğu dikkatlice kontrol edilebilir.
Yarım yüzyıldan fazladır, akıllı sıvılar laboratuvar merakı olmaktan öteye geçememiş. Ancak bilimsel ilerlemeler, örneğin sabit parçacıkların kümelenmesini veya tortulaşmasını engelleyen katkı maddelerinin bulunması ve bunların kontrolünü sağlamak için kullanılan sistemlerdeki gelişmeler, ilk ticari uygulamaların başlamasını sağlamış.
SIVI SÜSPANSİYONLAR
En çok kullanılan tür olan MR sıvıları, büyük kuvvetlere ER sıvılarından daha fazla direnç gösteriyorlar. Çünkü, özelliklerini değiştirmek için daha az enerjiye ihtiyaç duyarlar. MR sıvı teknolojisinin ticari gelişimindeki dünya lideri ise, titreşim ve hareket kontrolleriyle ilgilenen Cary's Lord Cooperation. İlk ticari başarısını 1997'de, 18 tekerlekli kamyonların süspansiyonlarında MR sıvısı teknolojisinden yararlanarak elde eden şirket, eski bir General Motors tedarikçisi olan Delphi Cooperation ile birlikte MR sıvısını otomobil süspansiyon sistemlerinde uyguladılar.
MagneRide adını verdikleri bu uygulama ilk kez Cadillac'ın Seville modelinde görüldü. Şimdi ise bir convertible roadster olan XLR'nin standart ekipmanları arasında yer alıyor ve bazı diğer modellerde opsiyonel olarak kullanılıyor. Sistemi oluşturan sensörler yolun yüzeyini görüntülemekle kalmıyor aynı zamanda sarsıntının gerekliliğiyle ilgili bir bilgi akımı sağlıyor. Amortisör pistonunun içindeki elektro-manyetik bobin ise sürekli değişen hareket seviyesini düzenlemek için sıvının yoğunluğunu ayarlayan bir manyetik alan yaratıyor.
Geleneksel süspansiyondan farklı olarak bu sistem, elektro-mekanik sübaplara veya aşınan küçük hareketli parçalara sahip değil. Böylece süspansiyon sisteminde mekanik parçaların kullanım oranı yüzde 40 azalıyor.
Ayrıca düşük frekanslarda gerçekten iyi bir kontrol sağlayabiliyor. Bu teknoloji aynı zamanda daha yumuşak bir sürüş sağlarken aracın yol tutuşunu da arttırıyor. Tek sorunu ise yüksek fiyatı... 2002'de üretimine başlamasından bu yana MagneRide süspansiyona sahip yaklaşık 100 bin otomobil satılmış. Şimdiye kadar yalnızca General Motors tarafından sadece lüks modellerde kullanılan teknolojinin maliyeti düştüğü taktirde daha ucuz otomobillerde de yaygınlaşacağı belirtiliyor.
Diğer bir otomotiv devi Ford Motors ise, MR sıvılarının farklı uygulama biçimlerini araştırıyor. Ford, hala aşırı pahalı bu sıvıların bir gün otomotiv süspansiyonlarında çok kullanışlı olacağını düşünüyor. Bu nedenle, akıllı sıvıları otomatik debriyajda kullanmak için araştırmalar yapıyor. Ford Bilimsel Araştırma Laboratuvarlarında üzerinde çalışılan tasarımlar mekanik debriyajla kıyaslandığında çok daha yumuşak. Böylece, gürültü azalırken araç da hafif bir şekilde harekete geçiyor. Ford, ayrıca daha sessiz klima kompresörleri üretmek için akıllı sıvıları kullanmanın yollarını da arıyor.
Depreme karşı binaları koruyor
Mikro işlemciler ve sensörler gibi, akıllı sıvıların kontrolü için kullanılan teknolojilerdeki sürekli gelişme yeni pazarlar da yaratıyor. Örneğin Lord, MR sıvılarını çamaşır makinelerinin sarsılmasını azaltmak için kullanılabileceğini ortaya çıkardı. Bu sistem işe yaradı, fakat en önemli engel yine yüksek maliyetler oldu. Bu sıvıları daha büyük yapılarda gözlemlemek de mümkün. Japon Ulusal Yükselen Bilim ve Yenilikler Müzesi'nde, Lord'un geliştirdiği sismik ayarlı MR sıvı amortisör kullanılıyor. Binanın yapısına entegre edilen sistem, olası bir depreme karşı şok emici olarak tasarlanmış. Bu sayede bina enerji emilimi ile hasara karşı korunuyor.
Amerika'da bulunan CSA Albuquerque Mühendislik, MR sıvıları temelli titreşim azaltıcı bir sistem geliştirdi. Bu sistem roket fırlatılırken uydulara zarar verebilecek sarsıntıyı azaltıyor. Aynı zamanda bu sıvılar, titreşimleri azaltarak uyduların daha iyi görüntüler elde etmesini sağlıyor. Diğer bir askeri kullanım alanı ise Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde araştırılıyor. Normal koşullarda giymek üzere sıvıyla doldurulmuş, esnek, rahat ve kurşun geçirmez bir üniforma üzerinde çalışılıyor.
ER sıvılarının kullanım alanları çok daha yavaş gelişiyor, çünkü sıvıyı daha yoğun veya katı halde tutabilmek için çok daha fazla enerjiye ihtiyaçları var. Ancak, son zamanlarda bu alanda önemli bilimsel gelişmeler gerçekleşmekte. Bu demek oluyor ki, ER sıvılarını da piyasada görmemize de az bir süre kalmış. Eğer enerji harcama problemi aşılabilirse MR sıvılarına göre daha avantajlı hale geçebilirler. Aktif hale gelebilmeleri için hacimli manyetiklere gereksinimleri yok ve sadece birkaç çift elektrota bağımlılar. Özellikle dokunmatik sistemlerde uygulanabilirler. Bununla ilgili bir fikir görme engellilerin kabartma okuyabilmesi ve yazabilmesi için kullanılması.