Механизм торможения двигателем дизеля с разгрузкой сжатия

Введение

Механизм некоторых дизельных двигателей

Тормоз-расрешитель сжатия, компрессионный тормоз или тормоз декомпрессии – это механизм торможения двигателя, устанавливаемый на некоторых дизельных двигателях. При активации он открывает выпускные клапаны цилиндров непосредственно перед окончанием такта сжатия, выпуская сжатый газ, находящийся в цилиндрах, и замедляя транспортное средство. Клесси Камминс получил патент на компрессионный тормоз двигателя в 1965 году, а первой компанией, начавшей их производство, стала Jacobs Vehicle Systems.

Функция

Когда водитель отпускает педаль газа на движущемся автомобиле с двигателем внутреннего сгорания, инерция продолжает вращать коленчатый вал двигателя. Большинство дизельных двигателей не имеют дроссельной заслонки, поэтому воздух всегда поступает в цилиндры независимо от положения педали газа (за исключением клапана, установленного на некоторых дизелях, таких как пожарные машины и генераторы на нефтяных и газовых платформах, для предотвращения разгона дизельного двигателя). Смесь воздуха, не содержащая топлива, сжимается во время такта сжатия и начинает действовать как воздушная пружина. После достижения поршнем верхней мертвой точки, энергия сжатого воздуха возвращается поршню, толкая его вниз. В результате, даже при прекращении подачи топлива в цилиндр, часть энергии, поглощенной во время такта сжатия, все равно возвращается в коленчатый вал. Из-за этой возвращаемой энергии, торможение двигателем приложено к транспортному средству в очень малой степени. Типичный тормоз-замедлитель сжатия состоит из гидравлической системы, использующей моторное масло, которое передает движение рычага топливного инжектора на выпускной клапан (или клапаны) двигателя. При активации выпускной клапан открывается на короткое время вблизи верхней мертвой точки, выпуская сжатый воздух из цилиндра, чтобы энергия сжатия не возвращалась в коленчатый вал. Тормоз-замедлитель с разгрузкой сжатия может помочь транспортному средству поддерживать или даже снижать скорость с минимальным использованием фрикционных тормозов. Мощность такого тормоза может быть сопоставима с мощностью двигателя. В отличие от этого, бензиновый двигатель при замедлении работает с закрытой дроссельной заслонкой, которая препятствует свободному поступлению воздуха в цилиндры, в результате чего давление в верхней мертвой точке минимально. Закрытая дроссельная заслонка обеспечивает торможение двигателем, создавая вакуум между дросселем и цилиндрами. Обычно органы управления тормозом-замедлителем сжатия состоят из выключателя включения/выключения и часто селектора, который регулирует количество цилиндров, на которых активен тормоз. Выключатели педали газа и сцепления являются неотъемлемой частью системы. Активация происходит при одновременном отпускании педали сцепления и педали газа при включенной передаче. Водитель должен определить подходящую передачу в зависимости от таких факторов, как крутизна склона и нагрузка транспортного средства.

When the driver releases the accelerator on a moving vehicle powered by an internal combustion engine, the vehicle's forward momentum continues to turn the engine's crankshaft. Most diesel engines do not have a throttle body, so regardless of the throttle setting, air is always drawn into the cylinders (excluding the valve fitted to certain diesels, such as fire appliances and generators on oil and gas platforms, to prevent diesel engine runaway). The fuel free air only mix that is compressed on the compression stroke now starts to act as an air spring. After the piston reaches maximum compression, the compressed air mixture returns its energy to the piston by pushing the piston back down. The result is that even if the fuel supply to the cylinder is stopped, some energy absorbed during the compression stroke is still returned to the crankshaft. Because of this returned energy, there is very little engine braking applied to the vehicle. The typical compression brake consists of a hydraulic system using engine oil which transfers the motion of the fuel injector rocker arm to the engine's exhaust valve(s). When activated, the exhaust valve opens very briefly near the engine's top dead center, and releases the compressed air in the cylinder so that the air compression energy is not returned to the crankshaft. A compression release engine brake can assist a vehicle to maintain or even reduce speed with minimal use of friction brakes. The power of this type can be around the same as the engine power. In contrast, a gasoline engine under deceleration runs with a closed throttle that prevents free flow of air into the cylinders, resulting in little pressure to release at the top of the compression stroke. The closed throttle provides engine braking by forcing the engine to generate a vacuum between the throttle and the cylinders. Typically, the controls for a compression brake consist of an on/off switch and often a selector that controls the number of cylinders on which the brake is active. Throttle and clutch switches are integral with the system. Activation occurs when both the clutch and the throttle are released with the transmission in gear. It is the driver's job to ascertain the correct transmission gear to use, depending on factors such as the steepness of the grade and the vehicle's load.

Ограничения

Использование тормозов-замедлителей двигателя может приводить к тому, что транспортное средство издает громкий выхлопной шум, похожий на "рычание", "пулеметную очередь" или звук "отбойного молотка", особенно если у транспортного средства нет глушителя. Это привело к тому, что многие населенные пункты в США, Канаде и Австралии запретили использование тормозов-замедлителей в пределах муниципальных границ. Водителей информируют об этом дорожные знаки с надписями, такими как "Запрещены тормоза-замедлители", "Не использовать торможение двигателем", "Запрещены тормоза Джейка", "Запрещено торможение сжатием", "Пожалуйста, не используйте торможение двигателем", "Избегайте использования тормозов двигателя" или "Запрещено торможение двигателем без глушителя". Контроль за соблюдением обычно осуществляется посредством штрафов. Эти запреты стимулировали разработку новых типов глушителей и турбокомпрессоров для более эффективного снижения шума при торможении. Компания Jacobs утверждает, что использование термина "Jake Brake" на знаках, запрещающих торможение двигателем, нарушает их товарный знак и дискриминирует продукцию Jacobs. В штате Огайо законодательство штата позволяет советам окружных комиссаров или попечителям поселений запрещать использование тормозов-замедлителей на территории, не входящей в состав городов и поселков. Эти местные правила распространяются на все государственные и местные дороги, за исключением межштатных автомагистралей. Стандартный знак "Не использовать торможение двигателем" штата разработан таким образом, чтобы не дискриминировать торговую марку Jacobs.