گروه تولیدی و صنعتی پارسیان ترمز

ترمز موتور چیست ؟

زمانی که پدال گاز به اندازه ای رها شود که موتور را کُند کند، در صورتی که چرخ ها از طریق گیربکس به موتور متصل باشند ( ماشین خلاص نباشد)، ترمز موتور فعال می شود.

نیروی ترمز بسته به موتور و دنده ای که گیربکس در آن قرار دارد متفاوت است. هرچه دنده کمتر باشد، اثر ترمز به دلیل دور بیشتر در دقیقه و گشتاور منتقل شده از طریق گیربکس بیشتر می شود

(گشتاور بالاتری از موتور در دنده های پایین تر یا "دنده سنگین" منتقل می شود) .

ترمز موتور از سایش ترمزها جلوگیری می کند و می تواند به راننده کمک کند تا کنترل خودرو را حفظ کند. استفاده فعال از ترمز موتور با تعویض دنده پایین تر می تواند به کنترل سرعت در هنگام رانندگی در شیب های بسیار تند و طولانی کمک کند و ترمزها را از گرم شدن بیش از حد یا سایش بیش از حد نجات دهد.

 اگر قبل از استفاده از ترمز اعمال شود، می تواند ترمزها را برای توقف اضطراری در دسترس بگذارد. سرعت مورد نظر با استفاده از ترمز موتور برای مقابله با شتاب گرانشی حفظ می شود.

سایش بالقوه گیربکس ناشی از ترمز موتور را می توان با تکنیک های خاصی کاهش داد. لغزش کلاچ برای تکمیل یک دنده پایین باعث ساییدگی صفحه کلاچ می شود زیرا باعث کاهش سرعت خودرو می شود و کار لنت یا کفشک ترمز را انجام می دهد. بنابراین ترمز موتور کار کُند کردن خودرو را انجام می دهد.

روش نامناسب ترمز موتور می تواند باعث لغزش چرخ ها (که به آن ها قفل دنده نیز می گویند)شود ، به خصوص در سطوح لغزنده، در نتیجه کاهش بیش از حد سرعت رخ می دهد.

مانند لغزش ناشی از ترمز بیش از حد، تا زمانی که چرخ ها اجازه ندهند سریعتر بچرخند، خودرو دوباره کشش را به دست نمی آورد. اگر راننده با تعویض دنده به سمت بالا، ترمز موتور را کاهش دهد یا  پدال کلاچ را فشار دهد تا گیربکس به صورت دستی رها کند، سپس می توان کشش را دوباره به دست آورد.

در خودروهای برقی هیبریدی، مانند تویوتا پریوس، ترمز موتور توسط نرم افزار کامپیوتری شبیه سازی می شود تا با گیربکس اتوماتیک سنتی مطابقت داشته باشد. برای حرکت طولانی در سراشیبی، حالت "B" مانند یک دنده پایین‌تر عمل می‌کند و از RPM بالاتر موتور احتراق داخلی برای هدر دادن انرژی استفاده می‌کند و از شارژ بیش از حد باتری جلوگیری می‌کند.

 تقریباً تمام خودروهای برقی و هیبریدی قادر به تبدیل حرکت جنبشی به الکتریسیته یعنی ترمزهای احیا کننده هستند، اما از آنجایی که موتور احتراق داخلی برای کاهش سرعت خودرو در هنگام استفاده از ترمز احیا کننده استفاده نمی شود، در نتیجه نمیتوان آنرا ترمز موتور خطاب کرد.

 

ترمز موتور زمانی اتفاق می‌افتد که نیروهای کُندکننده در یک موتور احتراق داخلی برای کاهش سرعت وسیله نقلیه موتوری استفاده ‌شود، بدون نیاز به استفاده از مکانیسم‌های ترمز خارجی دیگر ، مانند ترمزهای اصطکاکی یا ترمزهای مغناطیسی. مانند تصاویر زیر که در 16 مرحله به نمایش گذاشته شده است.

این اصطلاح اغلب با چندین نوع دیگر ترمز اشتباه گرفته می‌شود، که مهم‌ترین آنها ترمز با رهش فشرده یا «ترمز جک - Jake brake » است که از مکانیزم متفاوتی استفاده می‌کند که در ادامه مطلب با آن آشنا می شویم .

ترمز موتور در انواع مختلف موتور

موتور های بنزینی

اصطلاح "ترمز موتور" به اثر ترمزی اشاره دارد که در موتورهای بنزینی هنگام رها شدن پدال گاز رخ می دهد. این باعث می شود تزریق سوخت متوقف شود و دریچه گاز تقریباً به طور کامل بسته شود و جریان هوای اجباری برای مثال یک توربوشارژر را تا حد زیادی محدود کند. این محدودیت باعث ایجاد یک خلاء منیفولد قوی می شود که سیلندرها باید در برابر آن کار کنند و در طول زمان مقدار زیادی از انرژی بالقوه سیستم را از بین می برد و بیشتر اثر ترمز موتور را ایجاد می کند. این اثر منیفولد خلاء را اغلب می‌توان با تعویض دنده تقویت کرد، که باعث می‌شود یک پیشرانه در حال چرخش سریع‌تر با موتور درگیر کند.

ترمز موتور روشی مناسب برای کنترل سرعتی است که وسیله نقلیه در سراشیبی حرکت می کند. با تعویض دنده پایین تر در گیربکس دستی، یا اعمال حالت "کم" در گیربکس اتوماتیک، ترمز موتور نیاز به اعمال مکرر ترمز پایی را کاهش می دهد و خطر گرم شدن بیش از حد لنت ترمز را کاهش می دهد.

موتور های دیزلی

موتورهای دیزلی در خودروهای شخصی ترمز موتور کمی را فراهم می کنند زیرا به بدنه دریچه گاز مجهز نیستند و بنابراین نمی توانند خلاء را در منیفولد ورودی بکشند.

در وسایل نقلیه سنگین، موتور اغلب برای ایجاد قدرت ترمز اضافی برای کاهش فشار از سیستم ترمز معمولی خودرو و جلوگیری از گرم شدن بیش از حد ترمزها ساخته می شود. در ساده‌ترین شکل آن از یک شیر پروانه‌ای تشکیل شده است که جریان خروجی اگزوز را محدود می‌کند. این به عنوان ترمز اگزوز شناخته می شود و بیشتر در کامیون های قدیمی یافت می شود. تأثیر محدودی دارد و سیستم‌های پیشرفته‌تر که در زیر توضیح داده می‌شود تقریباً در وسایل نقلیه سنگین جدیدتر جهانی هستند.

ترمز آزاد کننده تراکم

ترمز آزاد کننده تراکمی (همچنین به عنوان ترمز جاکوبز یا ترمز جیک(“Jake brake”) شناخته می شود.

نوعی ترمز است که بیشتر با ترمز موتور واقعی اشتباه گرفته می شود. عمدتاً در کامیون‌های دیزلی بزرگ استفاده می‌شود و با باز کردن دریچه‌های اگزوز در بالای ضربه فشرده‌سازی کار می‌کند، بنابراین مقدار زیادی انرژی ذخیره شده در آن هوای فشرده به میل لنگ باز نمی‌گردد، بلکه در جو آزاد می‌شود. این روش بسیار مؤثری برای ترمزگیری است، که مقادیر زیادی نیروی ترمز ایجاد می کند که به طور قابل توجهی عمر ترمز اصطکاکی را افزایش می دهد - یک موتور دیزلی با قدرت 565 اسب بخار (421 کیلو وات) می تواند تا 600 اسب بخار (450 کیلووات) قدرت ترمز در 2100 دور در دقیقه تولید کند.

به طور معمول، در طول ضربه فشرده سازی، انرژی استفاده می شود زیرا پیستون رو به بالا هوا را در سیلندر فشرده می کند. سپس هوای فشرده به عنوان فنر فشرده عمل می کند و پیستون را به سمت پایین فشار می دهد. با این حال، با فعال کردن ترمز جیک، هوای فشرده به طور ناگهانی درست قبل از شروع حرکت پیستون به سمت پایین آزاد می شود (این آزاد شدن ناگهانی هوای فشرده، امواج صوتی قابل شنیدن شبیه گازهای در حال انبساط را ایجاد می کند که از دهانه یک سلاح گرم خارج می شوند). پس از از دست دادن انرژی ذخیره شده در هوای فشرده، "بازگشت فنری" وجود ندارد، بنابراین موتور باید انرژی بیشتری صرف کند تا پیستون را دوباره به سمت پایین بکشد.

این نوع ترمز در صورتی که صدا خفه کن در منیفولد ورودی موتور وجود نداشته باشد، به اندازه کافی بلند است که محیط اطراف را مختل و آلودگی صوتی بسیار زیادی ایجاد می کند. به طور حکایتی، صدای آن شبیه چکش جک است، با این حال، بلندی صدا بین 10 تا 20 برابر سطح فشار صوتی یک جک چکش (10 تا 13 دسی بل بیشتر) است. بسیاری از شهرها، شهرداری‌ها، ایالت‌ها و استان‌ها استفاده از ترمزهای فشاری خاموش را که معمولاً فقط در جاده‌های دور از جمعیت مجاز است، ممنوع کرده‌اند. در استرالیا، دوربین‌های کنترل ترافیک در حال حاضر در حال آزمایش هستند که به طور خودکار از وسایل نقلیه سنگینی که از ترمز فشرده‌سازی استفاده می‌کنند عکس می‌گیرند.

ترمز اگزوز:

ترمز اگزوز با ایجاد محدودیت در اگزوز عمل می کند، دقیقاً مانند گاز ورودی که در موتورهای بنزینی ایجاد می کند. به زبان ساده، با افزایش فشار برگشتی اگزوز کار می کند. تقریباً همه این ترمزها دریچه های پروانه ای شبیه دریچه گاز هستند که در پایین دست توربوشارژر در صورت وجود نصب می شوند.

ترمز اگزوز عبارتست از مقاومت  بوجود آمده در مقابل  چرخش موتور  با بوجودآوردن  مانع در مقابل دود خروجی از موتور. در صورت روشن کردن دکمه مربوط به ترمز اگزوز ( ”ON“ ) بلافاصله بعد از رها کردن پدال گاز، ترمز اگزوز بکار می افتد.   در صورت خاموش بودن دکمه مربوط به ترمز اگزوز ( ”OFF“ ) فعال شدن ترمز اگزوز از سایر سیستمهای ترمزی فرمان خواهد گرفت یعنی با فشردن پدال ترمز ، کشیدن ترمز ریتاردر و یا فعال کردن سایر ترمزهای دستگاه ، این سیستم نیز فعال شده و  دور موتور را خواهد گرفت.

وقتی ترمز اگزوز عمل نکرده است

-   از آنجا که شیر پروانه ای نصب شده در مسیر اگزوز باز است، دود اگزوز براحتی تخلیه می شود.

-  در این حالت، هیچ نیروی مقاومی در مقابل دوران موتور وجود ندارد. 

 

وقتی ترمز اگزوز فعال می شود

-   وقتی این سیستم فعال گردد، شیر پروانه ای موجود در مسیر اگزوز بسته می شود.

-   تحت این شرایط، دود خروجی از موتور تخلیه نشده و مقاومت زیادی در مقابل چرخش موتور ایجاد می شود.

 انسداد اگزوز

دیزل‌های مدرن تحت کنترل‌های سختگیرانه زیادی در مورد آلایندگی هستند و اغلب موانع زیادی در اگزوز دارند که باعث می‌شود احساس کنند مانند موتورهای بنزینی ترمز موتور دارند. اصلی ترین آنها عبارتند از:

توربوشارژر که در زمان توقف مقداری فشار برگشتی ایجاد می کند

دریچه چرخش گاز اگزوز (EGR) اغلب از طریق یک لوله محدود/باریک، گاز خروجی را به داخل ورودی موتور هدایت می کند.

فیلتر ذرات دیزل (DPF) برای جذب ذرات دوده ای طراحی شده است که در غیر این صورت در جو آزاد می شوند. جریان اگزوز را تا حد زیادی مسدود می کند و می تواند تقریباً به اندازه یک کمپرسور کوچک تهویه مطبوع انرژی کاهش دهد.

موتورهای دو زمانه

ترمز موتور در یک موتور دو زمانه پیش مخلوط می تواند برای موتور بسیار مضر باشد، زیرا روان کننده سیلندر و پیستون به هر سیلندر مخلوط با سوخت تحویل داده می شود. در نتیجه، در هنگام ترمز موتور، موتور نه تنها از سوخت، بلکه از روان کننده نیز محروم می شود و باعث سایش سریع می شود. بسیاری از خودروهای قدیمی دو زمانه (ساب اتومبیل، وارتبورگ 353 و غیره) دارای یک دستگاه چرخ آزاد بر روی گیربکس بودند تا ترمز موتور اختیاری شود. اکثر موتورهای دو زمانه موتورسیکلت از دهه 1970 تا کنون دارای روانکاری توسط پمپ روغن، مستقل از دریچه گاز و سیستم سوخت هستند، مانند سیستم Posi-Force سوزوکی.