OTEKON’14 7. Otomotiv Teknolojileri Kongresi 26 – 27 Mayıs 2014, BURSA DEVRİLME SİMÜLASYON ARACI TASARIMI VE İMALATI M. Said Eken *, İbrahim Yavuz **, İbrahim Mutlu** Hüseyin Ergin*** * Cumhuriyet Üniversitesi, Hafik Kamer Örnek MYO, Sivas Afyon Kocatepe Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Müh. Böl.,Afyonkarahisar *** Trafik Denetleme Şube Müd., Afyonkarahisar ** ÖZET Tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de trafik kazalarından ölen ve yaralananların sayısı oldukça fazladır. Taşıt üretici firmalar kazaları önlemek için her geçen gün yeni teknolojiler geliştirmekle birlikte bunların kullanımının önemini insanlara yeterince gösterememektedirler. Bu çalışmada kazalarda hayat kurtarma bakımından en önemli güvenlik sistemlerinden olan emniyet kemeri simülasyon aracı tasarlanmış ve imal edilmiştir. Anahtar kelimeler: Emniyet Kemeri, Simülasyon ROLLOVER SIMULATION TOOL DESIGN AND MANUFACTURING ABSTRACT The number of killed and injured by traffic accidents is very high in our country as well as all over the world. Vehicle manufacturers are developing new technologies every day to prevent accidents. Vehicle manufacturers are developing new technologies every day to prevent accidents. However, the importance of using new technologies cannot introduce enough people. For this reason: A safety belt simulation tool is designed and manufactured which is the most important safety systems in terms of saving lives in accidents. Keywords: Safety Belts, Simulation olayın içinde mutlaka taşıtın olması gerekmektedir. Bu yüzden, taşıt tasarımcıları öncelikle kazaların önlenmesi ve bu mümkün olmadığı takdirde kaza sonrası kayıpların azaltılması için, taşıt üzerinde alınabilecek koruyucu güvenlik sistemleri konusunda yoğun çaba harcamaktadırlar. Bu güvenlik sistemleri aktif ve pasif olmak üzere iki ana kısma ayrılmaktadır. Aktif güvenlik sistemleri; taşıtların kaza yapmalarını önlemek için kullanılan sistemlerdir. Aktif güvenlik sistemlerinden en çok bilinenlerinden bazıları ABS, ESP, ASR gibi sistemlerdir. Taşıt kaza yaptıktan sonra insan hayatını kurtarmak için kullanılan sistemlere ise pasif güvenlik sistemleri adı verilmektedir. Pasif güvenlik sistemleri içinde en çok bilinenleri emniyet kemeri, hava yastığı, kapı içi çelik barlar gibi sistemlerdir. Pasif güvenlik sistemleri içerisinde yer alan emniyet kemeri, ölüm ve yaralanma riskini en aza indiren bir düzenektir. 1. GİRİŞ Karayolu taşımacılık sisteminin temel amacı, insanları ve eşyaları, verimli ve güvenli olarak, bir yerden başka bir yere taşımaktır. Karayolu ile (özellikle otomobillerle) seyahat, şehirlerarası ve şehir içi ulaşımında, hayatımıza büyük kolaylık ve rahatlık getirmiştir. Ancak, trafik yoğunluğu yüzünden, sürücü-taşıt-yol sisteminin işleyişindeki bozulma trafik kazalarına neden olmaktadır. Bu yüzden; gelişmekte olan ülkelerde ve özellikle ülkemizde karayolu ulaşımı çok önemli bir sosyal problem haline gelmiştir. Trafik kazası, karayolunda hareket halinde olan bir veya birden fazla taşıtın karıştığı, ölüm veya yaralanma ve maddi hasarla sonuçlanan olay olarak tanımlanmaktadır. Bu tanıma göre, her ne sebeple ve hangi kusurlarla olursa olsun, trafik kazası olabilmesi için 1 2010 yılında ülkemizde meydana gelen 150193 ölümlü-yaralanmalı trafik kazası değerlendirildiğinde; sürücülerin emniyet kemeri takılı olan kazalardaki ölüm oranı % 2,01 iken, takılı olmayan kazalardaki ölüm oranının %10,35 olduğu tespit edilmiştir. Başka bir ifade ile ölümlü-yaralanmalı kazalardaki ölüm oranı emniyet kemeri takılmadığı takdirde 5 kat artmaktadır [1]. Ulusal ve Uluslararası birçok çalışmada, emniyet kemerinin karayolu taşıt kazalarında ölüm ve yaralanma şiddetini azaltan etkili bir kişisel koruyucu olduğu ispatlanmıştır [2, 3]. Fakat hala önemli miktarda taşıt kullanıcısı emniyet kemeri kullanmamaktadır. Emniyet kemeri kullanımı ölümlü kazaları %41 oranında azaltmaktadır [4]. Özellikle ölümlü ve ağır yaralanmalı trafik kazalarında, emniyet kemeri kullanımı yaralanma şiddetini yaklaşık %50 oranında azalttığı tahmin edilmektedir [5]. Şekil 1. Emniyet kemerini her zaman / sürekli kullanmama sebepleri [6] Emniyet kemerinin kullanımı ile yapılan başka bir çalışmada emniyet kemeri kullanılmaması durumunda 30 km/saat hızda olan çarpışmalarda vücutta oluşan hasarı bir birim olarak tanımlarken, 50 km/saat hızda olan çarpışmalarda bu hasar dokuz katına çıkmaktadır. Emniyet kemeri kullanıldığında ise böyle bir hasar oluşumu söz konusu olmamakta ya da büyük oranda engellenebilmektedir (Tablo 1) [7]. 2. EMNİYET KEMERİ Emniyet kemeri kazalarda sürücüyü taşıt içinde sabit tutan sistemlerdir. Emniyet kemerinin görevi, kaza olmasa bile ani frenleme durumunda yolcu ve sürücülerin emniyetli olarak koltuklarında sabit kalmalarını sağlamaktadır. Emniyet kemerinin kullanımının önemi konusunda birçok çalışma yapılmıştır. Tablo 1. Emniyet kemerlerinin kazalarda yaralanmayı azaltıcı etkileri [7]. Emniyet kemeri kullanımının önemi bilinmesine rağmen özellikle ülkemizde emniyet kemeri kullanımı oldukça azdır. Emniyet kemerinin neden kullanılmadığı üzerine yapılan bir çalışmada emniyet kemerini her zaman/sürekli kullanmayanlara (bu grup katılımcıların %40’ını oluşturmaktadır), kemeri kullanmama sebepleri sorulduğunda Şekil 2’deki sonuçlar gösterilmiştir. Emniyet kemeri takmamanın en önemli sebebi “unutkanlık” olarak ortaya çıkmıştır. Unutkanlıktan sonraki en önemli sebep kemerin konforsuz ve rahatsızlık verici olması olarak tespit edilmiştir [6]. Kaza tipi Tüm E. Kemerli Önden çarpma 59 43 Çarpışma tarafında olan 14 27 Çarpışma tarafında olmayan 9 39 Arkadan çarpma 5 49 Takla atma 14 77 * The World Report on Traf. Injury Prevention 2004 Emniyet kemeri kullanımı, kaza sonrası özel araçlar içinde oluşan ölümleri %45, ağır yaralanmaları ise %50 azaltmaktadır. Emniyet kemeri kullanımı hafif kamyon sürücülerinde araç içi ölümlerini %60, ağır yaralanmaları ise %65 azaltmaktadır. Ölümle sonuçlanan kazalarda oluşan yaralanmalar incelendiğinde en sık görülen yaralanma, %48 ile baş-boyun yaralanmaları, %37 ile göğüs-karın-kalça yaralanmaları ve %8 ile omurga ve göğüs duvarı yaralanmalarıdır. Akay ve Kurt emniyet kemerinin önemini açıklamak için yapmış olduğu çalışmalarında Dünyada her 9 saniyede bir trafik kazasının olduğu ve her 13 saniyede bir kişinin de trafik kazası sonucu hayatını kaybettiği düşünülürse, trafik kazalarını önleyecek ve kazalardaki yaralanma düzeyini en aza indirecek araç teknolojilerin geliştirilmesinin günümüz de önemli olduğunun anlaşılmasına ışık tutacaktır. Bu teknolojilerden biri de araç içindeki yolcuların kazalardan en düşük zararla kurtulmalarını sağlamak amacıyla geliştirilmiş bir kişisel koruyucu ekipman olan emniyet kemeridir [6]. Emniyet kemeri kullanılmadığı zaman taşıt içersindeki sürücü ve yolcular araç içersinde yana doğru hareket ile aracın bir bölümüne çarpıp, yaralanabilir, ya da çarpışma sonucu aracın parçaları içeriye doğru girinti yapıp kazazedeye zarar verebilir. Kafa, servikal bölge veya göğüs yaralanmaları ortaya çıkabilir. Aracın takla atması durumunda kazazede farklı köşelerden farklı darbelere maruz kalabilir. Bu tip kazalarda kazazedenin hangi bölgesinden yaralanacağı hemen hemen hiç 2 yardımı ile taşınabilecek şekilde tasarlanmış olup böylece çok fazla sayıda kullanıcıya hitap edebilecektir. kestirilemez. Eğer kazazede araçtan fırlamış ise büyük organların yaralanma riski çok daha büyüktür. Aracın devrilme durumunda araç içerisindeki yolcu ve sürücülerin maruz kalacağı darbeler şekil 2 de görülmektedir [8]. Şekil 3. Solid Works tasarımı (mm) Tasarımı yapılan emniyet kemeri uygulaması için devrilme simülasyonunun parçaları ile standart parçalar hakkında gerekli bilgiler aşağıda verilmiştir (Şekil 4). Römork iki dingil ve dört tekerlekten meydana gelmiştir. Çekici tarafından çekilebilmesi için ön tarafına bir adet çeki demiri ilave edilmiştir. Aracın çevrilmesi esnasında devrilmeyi önleye bilmek için hidrolik kontrol ünitesi tarafından kumanda edilen dört adet hidrolik piston römorkun dört bir köşesine monte edilmiştir Şekil 2. Kaza anındaki simülasyon görüntüleri [8] Bu çalışmada, trafik kazalarını ve kaza sonrası kayıpları azaltmak amacıyla taşıtlarda emniyet kemeri ve uygulanması yararları hakkında bir simülasyon eğitim aracı tasarlanmıştır. Simülasyon aracı devrilme şeklinde olan taşıt kazalarını simüle etmek için tasarlanmış olup eğitime katılanlara eğlenceli ve güvenli bir metotla emniyet kemerinin önemini gösterecek şekilde tasarlanmıştır. 3. SİMÜLASYON İMALATI ARACININ TASARIMI Şekil 4. Simülasyon aracının bağlantı noktaları Simülasyon aracı olarak günümüzde oldukça yaygın kullanıma sahip olan kamyonet türü araçlar seçilmiştir. Bu aracı seçmemizin en önemli sebebi tavan kısmının yüksek olması sebebiyle devrilme esnasında insanlara emniyet kemerinin ne kadar önemli olduğunu hissettirmektir. Araç bir adet U şeklinde şase üzerine dört ayrı noktadan sabitlenmiş olup şase, flanşlar ve rulmanlar vasıtasıyla römork üzerinde çevrilebilmektedir (Şekil 4). VE Tasarımda devrilme simülasyon aracının çizimleri oluşturulurken taşıtın boyutları, simülasyon aracının tasarımında değişikliğe neden olmaktadır. Araç belirlendikten sonra devrilme simülasyon aracı Solid Works programında üç boyutlu olarak boyutları ortaya çıkarılmıştır (Şekil 3). Simülasyon aracı bir çekici Aracın istenilen dönüş hızında çevrilmesi için elektronik kontrol ünitesi tarafından kumanda edilen hidrolik sistem kullanılmıştır. Şekil 5’te simülasyon 3 aracının imalattan görülmektedir. sonraki hali ve kısımları 3 5 2 6 Şekil 6. Simülasyon aracının son hali 1 4. SONUÇLAR VE TARTIŞMA 4 Yapılan literatür araştırmaları sonucunda emniyet kemerinin kullanımının düşük olduğu görülmüştür. Bu çalışmada devrilme esnasında emniyet kemerinin önemini ve kullanım artırılması için simülasyon aracı tasarlanmış ve imal edilmiş olup aracı kullanan kişilerin emniyet kemeri önemini daha iyi kavraması beklenilmektedir. Böylelikle trafik kazaları sonucunda emniyet kemerini kullanımından kaynaklanan ölüm ve yaralanmalar azalacaktır. 10 7 9 1. 2. 3. 4. 5. Römork Kolon Taşıt Çekici Katlanır Merdiven Tasarımda istenilen devirde dönüş hızı ayarlanabilmesi için dönüş hareketi hidrolik sistem tarafından kontrol edilecek şekilden tasarlanmıştır. Dönme esnasında aracın büyük olması sebebiyle römorkun yere sabitlenmesi için hidrolik pistonlar eklenmiştir. 8 Hatcback vb. gibi küçük konseptli otomobil veya otobüs, minibüs tarzındaki büyük konseptli, simülasyon aracı tasarımları yapılabilir. Buna karşılık kullanılan araca göre tasarım ve maliyetlerde büyük farklılıklar oluşacaktır. 6. Ön Teker Destek Ayağı 7. Hid. Dönd. Meknz. 8. Sistem Kontrol Panosu 9. Piston 10. İkaz Lambası 5. TEŞEKKÜR Şekil 5. Simülasyon aracının kısımları Bu çalışma Afyonkarahisar Emniyet Genel Müdürlüğü Trafik Denetlenme Şubesi ve Dünya Sağlık Örgütü Türkiye Ofisi tarafından desteklenmiştir. Cihazın imalatında yardımcı olan Baysan Bayana Makine Sanayisine teşekkür ederiz. Hidrolik kontrol ünitesi ve bağlantı kısımları bir kapak ile kapatılarak muhafaza altına alınmıştır. Ayrıca çekici yardımı ile götürüldüğü için simülatörün arka kısmına bir adet ikaz lambası eklenmiştir (Şekil 6). 6. KAYNAKLAR 1. TÜİK (2010), “Trafik kaza istatistikleri”, Online: http:// www.tuik.gov.tr/ 2. Petridou, E., Skalkidou, A., Loannou, N., Trichooulos D., (1998), “Hellenic Road Traffic Police, Fatalities from non-use of seat belts and helmets in Greece: a nationwide appraisal”, Accident Analysis and Prevention, 30, 87-91. 4 3. National Highway Traffic Safety Administration, (2003), “Initiatives to Address Safety Belt Use”. Available online at: http://www.nhtsa.dot.gov. 4. Evans L., (1986), “The effectiveness of safety belt in preventing fatalities”, Accident Analysis and Prevention, 18, 229- 241. 5. Anonim, IRTAD, (1995), “International Road Traffic and Accident Database” , http://www.oecd.org. 6. Akay D., Kurt M., (2006), “Otomobil Emniyet Kemeri Kullanılabilirlik Testi” Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 21, No 1, 183-191. 7. Temel F., Özcebe H., (2006), “Türkiye'de Karayollarında Trafik Kazaları” , sted, cilt 15, sayı 11, 192. 8. Ekşi A., Kaba H., Kolaç Z., Anık N., Ünlüoğlu İ., (2002), “Trafik Kazaları ve Bilinçli Yaklaşım” Online: http://www.trafik.gov.tr/icerik/bildiriler/pdf/A5-26.pdf 5