Выпускной тормоз-замедлитель: принцип работы, отличие от Jake brake и преимущества

Выпускной тормоз замедляет грузовик за счёт установки ограничителя — обычно дроссельной заслонки — в выпускной трубе. Когда водитель отпускает педаль газа и включает тормоз, эта заслонка закрывается и удерживает выхлопные газы за собой, поэтому двигателю приходится работать против высокого противодавления на каждом такте выпуска. Это сопротивление передаётся через поршни и трансмиссию в виде тормозного усилия, позволяя удерживать скорость на спуске без постоянного нажатия на тормозную педаль. Это моторный ретардер, а не часть пневматической тормозной системы, и он работает вместе с рабочими тормозами, а не вместо них.

Поскольку грузовик замедляется за счёт двигателя, а не фрикционных тормозов, выпускной тормоз сохраняет барабаны, накладки и элементы пневмосистемы более холодными и значительно продлевает срок службы между ремонтами. Именно перегрев убивает тормоза на затяжном спуске, и каждый километр, пройденный «на двигателе», — это километр, который не изнашивает колодки.

Как работает выпускной тормоз

Сердце системы — заслонка, установленная в выпускном тракте, обычно сразу после турбокомпрессора или в приёмной трубе. При обычном движении заслонка полностью открыта и газы проходят свободно. Когда вы включаете тормоз и отпускаете педаль газа, привод поворачивает заслонку почти в закрытое положение.

При перекрытом выходе выхлопные газы не могут выйти. Поршни на такте выпуска теперь толкают стену сжатого газа, и эти насосные потери превращаются в тормозной момент. Чем выше обороты двигателя и плотнее перекрытие, тем сильнее торможение. Большинство систем ограничивают противодавление предохранительным клапаном или упором заслонки, чтобы не превысить давление в выпускном коллекторе и не повредить прокладки или клапаны.

Привод обычно бывает одного из трёх типов:

• Пневматический — пневмоцилиндр, питаемый от воздушной системы грузовика, поворачивает заслонку. Простой и мощный вариант; обычный выбор для грузовиков, уже оснащённых пневмосистемой.
• Вакуумный — встречается на более лёгких дизелях с вакуумным насосом.
• Электрический/электронный — электропривод либо турбина с изменяемой геометрией (VGT), которая прикрывает лопатки, создавая аналогичный эффект перекрытия на многих современных двигателях.

Выпускной тормоз против моторного тормоза Jake brake (компрессионного)

Многие используют термин «Jake brake» как общее название, но настоящий моторный тормоз Jacobs и выпускной тормоз работают принципиально по-разному. Компрессионный тормоз открывает выпускной клапан в верхней точке такта сжатия и сбрасывает сжатый воздух — тот резкий «лай», который слышен на трассе — так что энергия, потраченная двигателем на сжатие воздуха, никогда не возвращается поршню. Выпускной тормоз, напротив, перекрывает отток газов, создавая противодавление. Один сбрасывает давление в верхней мёртвой точке; другой удерживает давление ниже по потоку.

Ни одно из этих устройств не расходует воздух из ресиверов для остановки грузовика, и ни одно не заменяет полноценное торможение в экстренной ситуации. Они принимают на себя постоянную нагрузку на спуске, чтобы рабочие тормоза оставались холодными и готовыми к работе. Полную картину работы пневматической части системы см. в статье как работает пневматическая тормозная система. Если нужно сравнение всех трёх типов ретардеров, статья Jake brake против выпускного тормоза против ретардера подробно разбирает, где каждый из них наиболее уместен.

Преимущества выпускного тормоза

• Больший ресурс тормозов. Двигатель принимает на себя нагрузку спуска, поэтому накладки и барабаны испытывают значительно меньше тепла и износа, что увеличивает межсервисные интервалы на холмистых маршрутах.
• Защита от перегрева (fade). Сохранение фрикционных тормозов холодными предотвращает потерю эффективности тормозов на затяжных спусках, когда перегретые колодки перестают «кусать».
• Лучшая управляемость. Вы удерживаете стабильную скорость на спуске, лишь слегка подтормаживая рабочими тормозами, вместо того чтобы тормозить непрерывно.
• Ниже стоимость и тише работа. Выпускной тормоз дешевле и значительно тише компрессионного моторного тормоза, что важно там, где установлены знаки «Моторный тормоз запрещён».
• Прогрев на холоде. Закрытие заслонки на холостом ходу повышает противодавление и помогает холодному дизелю быстрее выйти на рабочую температуру.

Где выпускные тормоза наиболее уместны

Выпускные тормоза приносят максимум пользы на среднетоннажных грузовиках, автобусах, фургонах и среднеразмерных дизелях, где полноценный моторный тормоз избыточен или недоступен. На тяжёлых магистральных тягачах класса 8 с максимальной полной массой на серьёзном горном спуске водители полагаются на компрессионный моторный тормоз или ретардер трансмиссии ради максимального тормозного усилия; выпускной тормоз здесь скорее полезное дополнение, чем основной инструмент. Многие современные двигатели с турбинами изменяемой геометрии получают встроенный эффект, аналогичный выпускному тормозу, прикрывая лопатки турбины для перекрытия потока по требованию.

Признаки неисправности выпускного тормоза

Дроссельная заслонка работает в горячей, закопчённой среде, и её вал, втулки и привод подвергаются серьёзным нагрузкам. Обращайте внимание на следующие признаки:

• Отсутствие эффекта торможения. Если тормоз не даёт эффекта при включении, заслонка, вероятно, застряла в открытом положении, воздушная магистраль к приводу протекает или засорена, либо вышел из строя управляющий соленоид.
• Потеря мощности или слабая реакция на газ. Заслонка, застрявшая частично или полностью закрытой, постоянно душит двигатель, снижая мощность и расход топлива, а иногда затрудняя запуск.
• Заедающее или вялое срабатывание. Нагар заклинивает вал, из-за чего заслонка движется медленно или зависает. Можно услышать работу привода, но почти не почувствовать торможения.
• Утечка воздуха на цилиндре. На пневматических приводах протекающая диафрагма или цилиндр стравливают воздух из ресиверов и ослабляют торможение. Если система в целом теряет давление, проверьте цилиндр выпускного тормоза при диагностике падения давления.
• Дребезг или утечка выхлопа. Изношенные втулки вызывают вибрацию заслонки, а треснувший корпус или пробитая прокладка ниже ограничителя могут пропускать газы под давлением.

Диагностика обычно проста: при выключенном двигателе и заряженной системе включите тормоз и понаблюдайте, как заслонка полностью закрывается и возвращается обратно пружиной. Тугой вал, заслонка, которая не садится в седло, или привод, который не совершает ход, точно укажут на неисправность. Сменные узлы клапана выпускного тормоза доступны в OE-исполнении, соответствующем оригинальным параметрам потока и противодавления — заниженный или несоответствующий клапан либо не даст нужного торможения, либо превысит давление в коллекторе.

Как использовать правильно

Выпускной тормоз — это инструмент для спусков и замедления. Включайте его перед началом спуска, выбирайте достаточно низкую передачу, чтобы двигатель удерживал скорость, и позволяйте ему нести нагрузку, подтормаживая рабочими тормозами лишь для коррекции скорости. Будьте осторожны на дожде или льду — на скользком покрытии моторное торможение, действующее только на ведущую ось, может нарушить сцепление, поэтому системы блокируются с ABS и отключаются при начале проскальзывания колёс. При правильном использовании это один из самых дешёвых способов сохранить рабочие тормоза холодными, надёжными и долговечными.