در خودروهای باری و سنگین، ترمزهای اصلی چرخ (ترمزهای اصطکاکی) برای کنترل سرعت و توقف اضطراری طراحی شده‌اند. با این حال، در سراشیبی‌های طولانی، استفاده مکرر از آن‌ها باعث افزایش بیش از حد دما، پدیده فیدینگ (Fading) (افت کارایی ترمز) و فرسودگی شدید لنت‌ها می‌شود. سیستم‌های ترمز موتور و ریتاردر به عنوان ترمزهای کمکی، وظیفه حفظ سرعت را بدون اتکا به ترمزهای اصلی بر عهده دارند.
۱. ترمز موتور (Engine Brake)
ترمز موتور از طریق تغییر عملکرد موتور، مقاومت لازم را برای کاهش سرعت فراهم می‌کند. این سیستم به دو نوع اصلی تقسیم می‌شود:
الف) ترمز اگزوز (Exhaust Brake)
- توضیحات عمومی: ساده‌ترین نوع ترمز موتور. یک دریچه پروانه‌ای یا فلپ در منیفولد اگزوز نصب می‌شود.
- نحوه عملکرد: هنگامی که راننده ترمز موتور را فعال می‌کند، این دریچه بسته شده و خروج گازهای اگزوز را مسدود می‌کند. فشار گازهای محبوس شده در سیلندرها به شدت افزایش می‌یابد و این مقاومت در برابر چرخش موتور، یک نیروی ترمزی ایجاد می‌کند.
- مزیت: ساختار ساده و هزینه نگهداری پایین.
- معایب: نیروی ترمزی متوسط، نویز زیاد (صدای شبیه به بوق که در کامیون‌های قدیمی‌تر شنیده می‌شود).
ب) ترمز فشرده‌سازی/ضربه (Compression/Jake Brake)
- توضیحات عمومی: این نوع ترمز موتور، که به نام برند پیشگام آن (Jacobs Vehicle Systems) به "جِیک بریک" معروف است، کارایی بسیار بالاتری دارد.
- نحوه عملکرد تخصصی:
- در مرحله تراکم، پیستون هوا را تا حداکثر فشار فشرده می‌کند.
- درست قبل از پایان مرحله تراکم، ترمز جِیک با استفاده از مکانیزم هیدرولیکی یا مکانیکی، سوپاپ اگزوز را باز می‌کند.
- هوای فشرده‌شده که انرژی جنبشی زیادی دارد، به داخل منیفولد اگزوز تخلیه می‌شود.
- از آنجایی که نیروی فشرده‌سازی هوا خنثی نمی‌شود، موتور باید انرژی مکانیکی را از چرخ‌ها بگیرد تا مجدداً این هوا را فشرده کند و این کار نیروی ترمزی بسیار قوی ایجاد می‌کند.
- مزیت: نیروی ترمزی قوی، کاهش نیاز به ترمزهای اصلی.
۲. ریتاردر (Retarder)
ریتاردرها دستگاه‌های ترمزی مستقلی هستند که معمولاً بین گیربکس و دیفرانسیل (یا روی میل گاردان) نصب می‌شوند و به طور کامل از موتور و ترمزهای چرخ جدا هستند. ریتاردرها توان ترمزی بسیار بالایی تولید می‌کنند و می‌توانند خودرو را تقریباً بدون استفاده از ترمزهای اصلی در سراشیبی‌های شدید کنترل کنند.
الف) ریتاردر هیدرولیکی (Hydraulic Retarder)
- توضیحات عمومی: رایج‌ترین نوع، که از سیال (معمولاً روغن هیدرولیک یا روغن گیربکس) استفاده می‌کند.
- نحوه عملکرد تخصصی:
- دارای دو جزء اصلی است: روتور (Rotor) که به میل گاردان متصل است و می‌چرخد، و استاتور (Stator) که ثابت است.
- هنگام فعال شدن، روغن به محفظه بین روتور و استاتور تزریق می‌شود.
- جریان آشفته و گردابی ایجاد شده در سیال، نیروی مقاومت بالایی را در برابر چرخش روتور ایجاد می‌کند. این انرژی جنبشی به انرژی حرارتی تبدیل شده و توسط یک مبدل حرارتی (Cooler) به رادیاتور اصلی یا مدار خنک‌کاری جداگانه منتقل می‌شود تا خنک گردد.
- مزیت: نیروی ترمزی بسیار نرم و قابل تنظیم در تمام سرعت‌ها، نیروی ترمزی بسیار بالا.
- معایب: تولید حرارت زیاد، وزن نسبتاً بالا.
ب) ریتاردر الکترومغناطیسی (Electromagnetic Retarder)
- توضیحات عمومی: از قوانین الکترومغناطیس برای ایجاد مقاومت استفاده می‌کند.
- نحوه عملکرد تخصصی:
- شامل یک روتور فلزی رسانا که به میل گاردان متصل است و یک استاتور ثابت که حاوی کویل‌های الکترومغناطیسی است.
- هنگام فعال شدن، جریان الکتریکی به کویل‌ها اعمال شده و یک میدان مغناطیسی قوی ایجاد می‌شود.
- چرخش روتور در این میدان مغناطیسی، باعث القای جریان‌های گردابی (Eddy Currents) در روتور می‌شود.
- این جریان‌های گردابی در برابر حرکت روتور مقاومت کرده و نیروی ترمزی ایجاد می‌کنند. انرژی جنبشی به انرژی حرارتی تبدیل شده و توسط هوا خنک می‌شود.
- مزیت: واکنش سریع، عدم نیاز به روغن‌کاری و نگهداری کم، مستقل از سیستم‌های سیال خودرو.
- معایب: نیروی ترمزی در سرعت‌های پایین ضعیف می‌شود، نیاز به جریان برق بالا برای فعال شدن، خنک‌کاری محدودتر.
۳. نگهداری و عیب‌یابی عمومی
سیستم | نگهداری ضروری | ایراد شایع | راهنمای عیب‌یابی اولیه |
ترمز موتور (Engine Brake) | بررسی فشار روغن موتور و سلامت مکانیزم سوپاپ‌ها (در Jake Brake). | کاهش نیروی ترمزی، نویز غیرعادی از سرسیلندر. | بررسی کدهای خطای ECM، اندازه‌گیری فشار روغن، و تست عملکرد سوپاپ‌ها. |
ریتاردر هیدرولیکی | بررسی دوره‌ای سطح و کیفیت روغن ریتاردر (یا روغن گیربکس)، بررسی عملکرد مبدل حرارتی و فن خنک‌کاری. | داغ شدن سریع، کاهش نیروی ترمزی در طول استفاده. | بررسی جریان روغن تزریق شده به ریتاردر و تست دمای روغن خروجی. |
ریتاردر الکترومغناطیسی | بررسی سلامت سیم‌کشی کویل‌ها، بررسی فن‌ها و مجراهای خنک‌کاری. | عدم فعال شدن، مصرف زیاد برق. | بررسی ولتاژ تغذیه کویل‌ها، اندازه‌گیری مقاومت کویل‌ها (برای تشخیص اتصال کوتاه یا قطع شدن). |
