Что такое Jake Brake? Как работает моторный компрессионный тормоз

Jake brake — это моторный компрессионный тормоз, который замедляет тяжёлый дизельный грузовик, превращая сам двигатель в поглощающий энергию воздушный компрессор, вместо того чтобы полагаться на рабочие тормоза, установленные на колёсах. Когда водитель отпускает педаль газа и включает тормоз, устройство открывает выпускные клапаны около верхней точки каждого такта сжатия и выпускает воздух, только что сжатый поршнем. Эта энергия уже не возвращается, чтобы толкнуть поршень вниз, поэтому двигатель тормозит трансмиссию и удерживает грузовик. Результат — мощное торможение на длинных спусках, экономящее тормоза, а также громкий отрывистый лай, из-за которого устройство и получило свою репутацию.

Название происходит от компании Jacobs Vehicle Systems, которая коммерциализировала это устройство десятилетия назад. «Jake brake» — товарный знак, ставший обиходным словом для любого моторного компрессионного тормоза, как это произошло со словом «ксерокс».

Как работает Jake brake, шаг за шагом

В четырёхтактном дизеле важны два процесса. На такте сжатия поршень поднимается и сжимает воздух в цилиндре в небольшом пространстве под высоким давлением. Обычно этот сжатый воздух действует как пружина: когда поршень проходит верхнюю мёртвую точку, сжатый заряд толкает его обратно вниз и возвращает большую часть энергии, затраченной на сжатие. Именно поэтому двигатель свободно катится накатом, когда вы отпускаете педаль газа.

Компрессионный тормоз разрывает эту «пружину». Вот последовательность действий:

1. Водитель отпускает педаль газа, подача топлива прекращается, сгорания не происходит.
2. Поршень поднимается на такте сжатия и сжимает запертый воздух, поглощая энергию трансмиссии.
3. Непосредственно перед тем, как поршень достигнет верхней точки, гидравлический контур в корпусе тормоза кратковременно открывает выпускные клапаны.
4. Сжатый воздух вырывается через выпускные клапаны и глушитель, вместо того чтобы толкнуть поршень обратно вниз.
5. Поскольку энергия не возвращается, собственная инерция грузовика вынуждена «протаскивать» двигатель через следующий цикл, что замедляет транспортное средство.

Повторите это на каждом цилиндре по несколько раз в секунду — и вы получите сильное торможение, передаваемое через трансмиссию на ведущие оси. Чем выше степень сжатия и обороты двигателя, тем больше тормозная мощность, поэтому водители переключаются на пониженную передачу, чтобы держать обороты высокими для максимального удержания на спуске.

Почему Jake brake такой громкий

Этот характерный пулемётный звук — это просто сжатый воздух, вырывающийся под давлением. При обычном такте выпуска отработавшие газы покидают цилиндр под низким давлением, и глушитель легко с ними справляется. Когда срабатывает компрессионный тормоз, он одномоментно выбрасывает порцию сильно сжатого воздуха через выпускной клапан, и этот резкий импульс вырывается из выхлопной трубы громким лаем. Умножьте это на шесть цилиндров при оборотах трассы — и вы получите узнаваемый быстрый треск.

Этот шум — не неисправность, а свидетельство того, что тормоз работает как надо, а громкость почти полностью зависит от выхлопной системы. Грузовик с исправным, целым глушителем часто звучит не громче обычного разгона, тогда как грузовик с прямоточным или разбитым глушителем может оглушать. Именно поэтому во многих городах установлены знаки «Моторное торможение запрещено» или «Jake brake запрещён» возле жилых кварталов. Эти знаки направлены против незаконно шумного, неглушённого выхлопа, а не против безопасного использования исправно заглушённого компрессионного тормоза.

Jake brake против рабочих тормозов: ключевое отличие

Именно это различие механики больше всего хотят донести до водителей. Обе системы замедляют грузовик совершенно разными способами, и одна не может заменить другую.

Рабочие тормоза — это ваша основная, обязательная по закону тормозная система, прижимающая барабаны на каждом колесе воздухом от компрессора и ресиверов. Jake — это дополнительный замедлитель, который управляет только скоростью, нагружая двигатель; он замедляет грузовик, но не может самостоятельно остановить его контролируемым образом, и никак не влияет на рулевую или прицепную оси. Полную картину пневматической системы см. в нашем обзоре о работе пневматических тормозных систем.

Предостережение о сцеплении с дорогой

Поскольку компрессионный тормоз действует только на ведущие колёса, он может быть опасен на скользкой дороге. Если ведущие шины находятся на льду или мокром покрытии, а Jake резко срабатывает, они могут потерять сцепление, и тягач может занести или сложить в «нож» ещё до того, как прицеп последует за ним. Большинство автопарков учат водителей отключать моторный тормоз в дождь, снег и гололёд или использовать его на более низкой ступени. На сухом покрытии это один из лучших инструментов водителя.

Когда использовать Jake brake

Главная ценность моторного тормоза — экономия основных тормозов от перегрева и износа. На длинном крутом спуске постоянное использование рабочих тормозов накапливает тепло в барабанах, пока они не «прогорят» — то есть горячие накладки перестают эффективно сцепляться. Прогорание — классическая причина потери управления грузовиком на спуске. Перекладывая большую часть нагрузки торможения на двигатель, Jake сохраняет рабочие тормоза холодными и готовыми к моменту, когда действительно нужно остановиться.

Хорошая практика выглядит так:

• Длинные спуски: выберите передачу достаточно низкую, чтобы моторный тормоз удерживал скорость, и позвольте ему работать вместо постоянного нажатия на тормозную педаль.
• Замедление на ровном участке: перед светофором, поворотом или в потоке, где он гасит скорость и экономит применение рабочих тормозов.
• Сухое покрытие с хорошим сцеплением, где ведущие колёса могут безопасно поглощать тормозящее усилие.

А вот ситуации, где его следует избегать:

• Мокрая, заснеженная или обледенелая дорога, где он может нарушить сцепление ведущих колёс.
• Зоны с запрещающими знаками «Моторное торможение запрещено», обычно жилые районы возле трасс.
• Очень низкие обороты, при которых тормоз выдаёт мало мощности, — переключитесь на пониженную передачу, чтобы он продолжал работать.

Компрессионный тормоз против выхлопного тормоза и ретардера

Водители часто объединяют все «моторные тормоза» в одно понятие, но они различаются. Настоящий компрессионный тормоз (Jake) открывает выпускные клапаны, сбрасывая сжатый воздух, и является самым мощным среди вариантов торможения двигателем. Выхлопной тормоз проще и тише — он перекрывает клапан или заслонку в выхлопном тракте, создавая противодавление на поршни; он распространён на среднетоннажных грузовиках, но менее мощный. Трансмиссионный или карданный ретардер — отдельное гидравлическое или электрическое устройство, напрямую замедляющее карданный вал, часто встречается на автобусах и спецтехнике.

Все три устройства преследуют одну цель: снять нагрузку с рабочих тормозов, чтобы фрикционные элементы служили дольше и оставались холодными. Ни одно из них не заменяет исправную пневматическую тормозную систему с надёжным компрессором, осушителем и ресиверами.

Следите и за состоянием пневмосистемы

Компрессионный тормоз нагружает газораспределительный механизм и выхлопную систему, но не воздействует на пневматический контур так, как рабочие тормоза. Тем не менее водителю, полагающемуся на Jake, всё равно нужна исправная пневмосистема для настоящих остановок, поэтому поддерживайте компрессор, регулятор и осушитель в состоянии, обеспечивающем полное давление в ресиверах. Если торможение вдруг кажется слабым, считайте это проблемой пневмосистемы и начните с исключения неисправного воздушного компрессора.

Коротко говоря, Jake brake — это остроумный, безызносный способ замедлить гружёный грузовик самим двигателем. Он работает через трансмиссию, поэтому учитывайте пределы сцепления с дорогой на плохом покрытии и относитесь к нему как к партнёру рабочих тормозов по контролю скорости, но никогда как к их замене.