Co je Jake Brake? Jak funguje motorová kompresní brzda

Jake brake je motorová kompresní brzda, která zpomaluje těžký diesel tím, že samotný motor promění v kompresor pohlcující energii, místo aby se vozidlo spoléhalo na provozní brzdy na kolech. Když řidič uvolní plyn a brzdu zapne, ta otevře výfukové ventily těsně před horní úvratí každého kompresního zdvihu a uvolní vzduch, který píst právě stlačil. Tato energie se už nikdy nevrátí, aby tlačila píst dolů, takže motor zatěžuje hnací ústrojí a brzdí vozidlo. Výsledkem je silné brzdění šetřící brzdy na dlouhých klesáních, doprovázené hlasitým staccatovým štěkotem, který zařízení proslavil.

Název pochází od společnosti Jacobs Vehicle Systems, která toto zařízení komerčně uvedla na trh před desítkami let. „Jake brake“ je ochranná známka, která zlidověla jako běžné označení jakékoli motorové kompresní brzdy, podobně jako se u nás říká „fén“ na vysoušeč vlasů.

Jak Jake brake funguje krok za krokem

U čtyřdobého dieselu jsou v tomto ohledu důležité dvě věci. Při kompresním zdvihu píst stoupá a stlačuje vzduch ve válci do malého prostoru s vysokým tlakem. Normálně se stlačený vzduch chová jako pružina: jakmile píst projde horní úvratí, stlačená náplň ho zatlačí zpět dolů a vrátí většinu energie vynaložené na stlačení. Právě díky tomuto vracení energie motor při uvolnění plynu volně dobíhá.

Kompresní brzda tuto „pružinu“ přeruší. Postup je tento:

1. Řidič uvolní plyn a přeruší se přívod paliva, takže nedochází ke spalování.
2. Píst stoupá při kompresním zdvihu a stlačuje uzavřený vzduch, čímž odebírá energii z hnacího ústrojí.
3. Těsně předtím, než píst dosáhne horní úvratě, hydraulický obvod v tělese brzdy krátce otevře výfukové ventily.
4. Stlačený vzduch unikne výfukovými ventily a výfukem ven, místo aby tlačil píst zpět dolů.
5. Protože se energie nevrací, musí vlastní setrvačnost vozidla protáhnout motor dalším cyklem, což vozidlo zpomaluje.

Zopakujte to u každého válce, několikrát za sekundu, a získáte silné brzdění přenášené přes hnací ústrojí na hnací nápravy. Čím vyšší komprese a otáčky motoru, tím větší brzdný účinek – proto řidiči při jízdě z kopce podřazují, aby udrželi otáčky na maximálním brzdném výkonu.

Proč je Jake brake tak hlasitá

Ten charakteristický kulometný zvuk je jednoduše stlačený vzduch unikající pod tlakem. Při normálním výfukovém zdvihu opouštějí spálené plyny válec při nízkém tlaku a tlumič si s nimi snadno poradí. Když se aktivuje kompresní brzda, vypustí najednou dávku vysoce stlačeného vzduchu přes výfukový ventil, a tento ostrý impuls vyrazí z výfuku jako hlasitý štěk. Vynásobte to šesti válci při dálničních otáčkách a dostanete rychlopalný „brap“, který každý zná.

Hluk není porucha – je to brzda plnící svou funkci, a hlasitost závisí téměř výhradně na výfukovém systému. Vozidlo s kvalitním, neporušeným tlumičem bývá při brzdění motorem sotva hlasitější než při běžné akceleraci, zatímco vozidlo s rovnou výfukovou trubkou nebo vytrhaným tlumičem může být ohlušující. Proto je v mnoha městech u obytných zón vidět značky „Zákaz motorové brzdy“ nebo „Zákaz Jake brake“. Tyto značky míří na nelegálně hlučný výfuk bez tlumiče, ne na bezpečné použití řádně ztlumené kompresní brzdy.

Jake brake vs. provozní brzdy: klíčový rozdíl

Toto je rozdíl, který technici chtějí, aby řidiči pochopili nejvíc. Oba systémy zpomalují vozidlo naprosto odlišným způsobem a jeden nemůže nahradit druhý.

Provozní brzdy jsou váš primární, zákonem předepsaný brzdový systém, který stlačuje bubny na každém kole pomocí tlaku vzduchu z kompresoru a nádrží. Jake brake je doplňkový retardér, který řídí rychlost pouze zatížením motoru; zpomaluje vozidlo, ale nedokáže ho sám o sobě řízeně zastavit a nijak nepůsobí na řízenou nápravu ani nápravu přívěsu. Celkový přehled o pneumatickém systému najdete v našem článku o tom, jak fungují vzduchové brzdové systémy.

Riziko ztráty trakce

Protože kompresní brzda působí pouze na hnací kola, může na kluzkém povrchu představovat riziko. Pokud jsou hnací pneumatiky na ledu nebo mokré vozovce a Jake brake zabere naplno, mohou ztratit přilnavost a tahač se může dostat do smyku nebo složit jako kudlu dřív, než ho následuje přívěs. Většina dopravců školí řidiče, aby motorovou brzdu za deště, sněhu a náledí vypínali nebo používali na nižší stupeň. Na suché vozovce je to naopak jeden z nejlepších nástrojů, které má řidič k dispozici.

Kdy použít Jake brake

Hlavní přínos motorové brzdy spočívá v tom, že šetří provozní brzdy od tepla a opotřebení. Na dlouhém, strmém klesání se při používání provozních brzd v bubnech hromadí teplo, až brzdy „vyblednou“ – tedy horké obložení přestane dostatečně brzdit. Toto vyblednutí je klasickou příčinou nekontrolovatelně se řítících nákladních vozidel. Tím, že Jake brake přebírá většinu brzdné zátěže na motor, udržuje provozní brzdy chladné a připravené na chvíli, kdy je skutečně potřebujete k zastavení.

Osvědčený postup vypadá takto:

• Dlouhá klesání: zařaďte dostatečně nízký rychlostní stupeň, aby motorová brzda udržela vaši rychlost, a nechte ji pracovat místo šlapání na nožní brzdový ventil.
• Zpomalování v rovině: při zpomalování před semaforem, zatáčkou nebo v dopravní zácpě, kde ubere rychlost a ušetří jeden zásah provozní brzdy.
• Suchá vozovka s dobrou přilnavostí, kde hnací kola mohou brzdnou sílu bezpečně pohltit.

A situace, kdy se jí naopak vyhnout:

• Mokrá, zasněžená nebo namrzlá vozovka, kde může narušit trakci hnacích kol.
• Zóny se zákazem motorové brzdy, obvykle obytné oblasti u dálnic.
• Velmi nízké otáčky, kde brzda dodává málo výkonu – proto podřaďte, aby dál pracovala.

Kompresní brzda vs. výfuková brzda vs. retardér

Řidiči často házejí každou „motorovou brzdu“ do jednoho pytle, přitom se liší. Skutečná kompresní brzda (Jake) otevírá výfukové ventily a vypouští stlačený vzduch a je nejsilnější z motorových variant. Výfuková brzda je jednodušší a tišší – uzavírá klapku nebo ventil ve výfukovém potrubí a vytváří protitlak proti pístům; je běžná u lehkých a středních nákladních vozidel, ale méně výkonná. Převodovkový nebo hnací retardér je samostatné hydraulické nebo elektrické zařízení, které přímo zpomaluje hnací hřídel a najdeme ho často u autobusů a účelových vozidel.

Všechny tři mají společný jeden cíl: sejmout zátěž z provozních brzd, aby třecí komponenty vydržely déle a zůstaly chladné. Žádná z nich nenahradí zdravý vzduchový brzdový systém s výkonným kompresorem, sušičem a nádržemi.

Udržujte v pořádku i vzduchovou stranu

Kompresní brzda zatěžuje rozvod ventilů a výfuk, ale nezatěžuje okruh vzduchových brzd tak, jako to dělají provozní brzdy. I přesto řidič, který se na Jake brake spoléhá, stále potřebuje vzduchový systém ve špičkové kondici pro skutečné zastavení, takže udržujte kompresor, regulátor a sušič v takovém stavu, aby udržely plný tlak v nádržích. Pokud se vám brzdění někdy zdá slabé, berte to jako problém na vzduchové straně a nejdřív vylučte poruchu vzduchového kompresoru.

Stručně řečeno, Jake brake je chytrý způsob, jak zpomalit naložené vozidlo samotným motorem bez opotřebení dílů. Pracuje přes hnací ústrojí, proto respektujte limity trakce na špatných vozovkách a berte ji jako partnera provozních brzd při regulaci rychlosti, nikdy jako jejich náhradu.