Frâna de Eșapament: Cum Funcționează, vs. Frâna Jake și Beneficiile Ei

Frâna de eșapament încetinește camionul prin plasarea unei restricții - de obicei o valvă de tip clapetă - pe conducta de eșapament. Când șoferul ridică piciorul de pe accelerație și frâna se activează, valva se închide și reține gazele de eșapament în spatele ei, astfel încât motorul trebuie să lucreze împotriva unei contrapresiuni mari la fiecare cursă de eșapament. Această rezistență este transmisă înapoi prin pistoane și tren de rulare sub formă de forță de frânare, permițându-vă să mențineți viteza pe o pantă descendentă fără a apăsa constant pedala de frână. Este un sistem de retardare a motorului, nu face parte din sistemul de frânare cu aer, și funcționează alături de frânele de serviciu, nu în locul lor.

Deoarece încetinește camionul prin motor și nu prin frânele cu fricțiune, frâna de eșapament menține tamburii, garniturile de frână și componentele pneumatice mai reci și rezistă mult mai mult între revizii. Căldura este cea care distruge frânele pe munte, iar fiecare kilometru gestionat de motor este un kilometru în care saboții nu se uzează.

Cum funcționează frâna de eșapament

Elementul central al sistemului este o valvă montată pe traseul de eșapament, de obicei imediat după turbocompresor sau pe conducta descendentă. În condiții normale de conducere, valva este complet deschisă și gazele de eșapament curg liber. Când activați frâna și ridicați piciorul de pe accelerație, un actuator rotește valva aproape complet închisă.

Cu orificiul de ieșire sufocat, gazul de eșapament nu poate scăpa. Pistoanele, în cursele lor de eșapament, împing acum împotriva unui perete de gaz presurizat, iar această pierdere de pompare devine cuplu de retardare. Cu cât turația motorului este mai mare și restricția mai strânsă, cu atât frânarea obținută este mai mare. Majoritatea sistemelor limitează contrapresiunea printr-o funcție de siguranță sau o oprire a valvei, pentru a preveni suprapresurizarea galeriei de eșapament și deteriorarea garniturilor sau ridicarea supapelor.

Acționarea este de obicei de unul din trei tipuri:

• Acționată pneumatic - un cilindru de aer alimentat din sistemul de aer al camionului rotește clapeta. Simplă și puternică; alegerea uzuală pe camioanele care au deja un sistem de aer.
• Acționată prin vid - întâlnită la motoarele diesel mai ușoare, echipate cu pompă de vid.
• Electrică/electronică - un actuator electric, sau un turbocompresor cu geometrie variabilă (VGT) care își închide paletele pentru a crea același efect de sufocare pe multe motoare moderne.

Frâna de eșapament vs. frâna Jake (decompresie)

Oamenii folosesc termenul "frână Jake" ca denumire generică, dar o frână de motor autentică de tip Jacobs și o frână de eșapament fac lucruri fundamental diferite. O frână cu decompresie deschide supapa de eșapament în punctul mort superior al cursei de compresie și eliberează aerul comprimat - acel sunet puternic auzit pe o pantă de autostradă - astfel încât energia consumată de motor pentru comprimarea aerului nu mai este returnată pistonului. În schimb, frâna de eșapament sufocă fluxul de ieșire pentru a crea contrapresiune. Una eliberează presiunea la punctul mort superior; cealaltă reține presiunea în aval.

Niciunul dintre dispozitive nu folosește rezervoarele de aer pentru a opri camionul, și niciunul nu înlocuiește o frânare corespunzătoare în caz de urgență. Ele preiau sarcina constantă a unei coborâri, astfel încât frânele de serviciu rămân reci și pregătite. Pentru imaginea completă despre partea pneumatică, consultați cum funcționează sistemele de frânare cu aer. Dacă doriți o comparație directă a tuturor celor trei familii de sisteme de retardare, articolul Jake vs. frâna de eșapament vs. retarder detaliază unde își dovedește fiecare utilitatea.

Beneficiile unei frâne de eșapament

• Durată de viață mai mare a frânelor. Motorul absoarbe coborârea, astfel încât garniturile și tamburii sunt expuși la mult mai puțină căldură și uzură, ceea ce extinde intervalele de service pe rutele montane.
• Protecție împotriva pierderii de eficiență. Menținerea frânelor cu fricțiune reci previne pierderea de eficiență a frânelor pe pante lungi, atunci când saboții supraîncălziți nu mai prind.
• Control mai bun. Mențineți o viteză constantă la coborâre, folosind ușor și treptat frânele de serviciu, în loc să le țineți apăsate pe tot parcursul.
• Cost mai mic și funcționare silențioasă. O frână de eșapament este mai ieftină și mult mai silențioasă decât o frână cu decompresie, ceea ce contează acolo unde sunt afișate indicatoare "frâna de motor interzisă".
• Încălzire mai rapidă pe timp friguros. Închiderea valvei la ralanti crește contrapresiunea și ajută un motor diesel rece să atingă temperatura de funcționare mai repede.

Unde se potrivește cel mai bine frâna de eșapament

Frânele de eșapament oferă cea mai mare valoare pe camioanele de tonaj mediu, autobuze, camioane cu caroserie tip cutie și motoare diesel de gamă medie, unde o frână Jake completă este exagerată sau indisponibilă. Pe tractoarele grele Clasa 8 care transportă greutatea maximă pe un munte serios, șoferii se bazează pe o frână cu decompresie sau pe un retarder de transmisie pentru puterea brută de oprire; frâna de eșapament este acolo mai degrabă un supliment util decât soluția principală. Multe motoare moderne cu turbocompresor cu geometrie variabilă au integrat un efect similar frânei de eșapament, închizând paletele turbinei pentru a sufoca fluxul la cerere.

Simptomele unei frâne de eșapament defecte

Clapeta trăiește într-un mediu fierbinte și plin de funingine, iar axul, bucșele și actuatorul ei sunt supuse unui stres considerabil. Fiți atenți la aceste semne:

• Fără efect de retardare. Dacă frâna nu face nimic la activare, este posibil ca valva să fie blocată deschisă, conducta de aer către actuator să piardă sau să fie înfundată, sau electrovalva de comandă să fie defectă.
• Pierdere de putere sau răspuns slab al accelerației. O valvă blocată parțial sau complet închisă sufocă motorul tot timpul, reducând puterea și consumul de combustibil și uneori cauzând pornire dificilă.
• Acționare înțepenită sau lentă. Depunerile de carbon blochează axul, astfel încât valva se mișcă lent sau se agață. Este posibil să auziți actuatorul funcționând dar să simțiți puțină frânare.
• Pierdere de aer la cilindru. Pe unitățile acționate pneumatic, o diafragmă sau un cilindru care pierde consumă aerul din rezervor și slăbește frânarea. Dacă sistemul dumneavoastră pierde și el presiune, verificați cilindrul frânei de eșapament în timpul testului de scădere a presiunii.
• Zăngănit sau scurgere de eșapament. Bucșele uzate permit clapetei să vibreze, iar o carcasă fisurată sau o garnitură deteriorată în aval de restricție poate pierde sub contrapresiune.

Diagnosticarea este de obicei simplă: cu motorul oprit și sistemul încărcat, activați frâna și urmăriți dacă clapeta se închide complet și revine deschisă prin resort. Un ax rigid, o valvă care nu se așează corect sau un actuator care nu se deplasează vă indică exact defecțiunea. Ansamblele de valve de frână de eșapament de schimb sunt disponibile în calitate OE, pentru a corespunde specificațiilor originale de debit și contrapresiune - o valvă subdimensionată sau necorespunzătoare fie nu retardează corect, fie suprapresurizează galeria.

Utilizarea corectă

Frâna de eșapament este un instrument pentru coborâri și decelerare. Activați-o înainte de a începe o pantă, alegeți o treaptă de viteză suficient de joasă pentru ca motorul să preia frânarea și lăsați-o să preia sarcina, astfel încât să apăsați frânele de serviciu doar pentru a ajusta viteza. Fiți atenți pe ploaie sau gheață - pe o suprafață alunecoasă, retardarea motorului pe puntea motoare poate afecta aderența, motiv pentru care sistemele sunt interconectate cu ABS-ul pentru a se dezactiva dacă roțile încep să patineze. Folosită corect, este una dintre cele mai ieftine modalități de a menține frânele principale reci, sigure și durabile.