خواه عاشقش باشید، خواه از آن نفرت داشته باشید از موتور صدای یک برخورد شدید به گوش می‌رسد. شاید صدای غر و غر آشنا به نظر برسد، ولی داخل موتور دقیقاً چه اتفاقی دارد می‌افتد؟ ترمز موتور در وسایل نقلیه سنگین مانند کامیون و اتوبوس به کار می‌رود تا سرعت آن ها بیشتر قابل کنترل باشد. ترمز موتور به ترمز جک (Jake) هم معروف است، چون بزرگترین تولید کننده آن شرکت Jacobs Vehicle Systems است. ترمز گرفتن برابر است با اصطکاک، و اصطکاک هم برابر است با تولید گرما. تولید گرمای زیاد در ترمز، مانند وقتی که کامیون از شیب تپه پایین می‌آید، باعث می‌شود ترمزها بیش از حد داغ شده و از کار بیفتند. حرکت با دنده سنگین برای وسایل نقلیه مسافربری بیشتر از کامیون ها مفید است، چون بار آن ها روی سطح وسیعی توزیع شده است. ترمز موتور ضمن اینکه برای کاهش سرعت موتور استفاده می‌شود، احتمال از کار افتادن ترمز عادی را نیز به حداقل می‌رساند. این ترمز باعث می‌شود ترمز عادی قوی‌تر بشود، تایرها و سیستم ترمز کمتر فرسوده شوند و ایمنی بالا برود. با این که ترمز موتور عامل مهمی در حفظ ایمنی جاده است، ولی در مناطق پر جمعیت اغلب سر ناسازگاری می‌گذارد و در بعضی ایالت های آمریکا زمزمه ممنوع کردن آن به گوش می‌رسد. در این مقاله درباره عملکرد داخلی ترمز موتور، ترمز اگزوز و مجاز بودن یا نبودن آن ها صحبت خواهیم کرد.
مبانی ترمز موتور
به زبان ساده، وقتی پدال خودروهای دیزلی را می‌فشارید، دریچه کنترل سوخت یا سوپاپ ورودی را باز می‌کنید و سرعت افزایش پیدا می‌کند. وقتی پدال گاز را رها می‌کنید، دریچه کنترل سوخت یا سوپاپ ورودی را می‌بندید و سرعت پایین می‌آید. وقتی از شیب تپه پایین می‌آیید، پدال گاز را رها می‌کنید و ترمز را می‌فشارید. اگر سرازیری پیچ های تندی داشته باشد، شاید با دنده سنگین حرکت کنید تا سرعت را بیشتر کاهش بدهید و از خلاص شدن ترمز جلوگیری کنید. در کامیون ها، رها کردن پدال گاز آن طور که در وسایل نقلیه مسافربری باعث کاهش سرعت می‌شود، سرعت را کاهش نمی‌دهد. حتی اگر راننده با دنده سنگین حرکت بکند، استفاده صرف از ترمز نمی‌تواند در یک سراشیبی طولانی و مارپیچ نیروی متوقف کننده کافی برای نگه داشتن خودرو را فراهم کند. یک کامیون کوچک به طور معمول حدود 36300 کیلوگرم وزن دارد و برای نگه داشتن آن نیروی بیشتری احتیاج است. در موتور کامیون، هوا وارد سوپاپ ورودی می‌شود، سپس با فشار به داخل سیلندر رانده شده و فشرده می‌شود. وقتی پیستون داخل سیلندر به طرف پایین می‌رود، انرژی تولید کرده و نیروی هوای فشرده را به چرخ ها منتقل می‌کند. به این ترتیب، کنترل از دست راننده خارج می‌شود؛ پس برای کم کردن سرعت چه کار باید کرد؟ رانندگان کامیون وقتی به یک سراشیبی مارپیچ نزدیک میشوند، دکمه‌ای که داخل کابین قرار دارد را می‌فشارند تا تعدادی از سیلندرها را خاموش کرده و سرعت کامیون را به اندازه دلخواه کم کنند. سیلندرهای خاموش شده، هوا دریافت میکنند ولی نیرویی به سیستم تزریق نمی‌کنند. در عوض، پیستون هوای فشرده شده را از سوپاپ دود که در بالای سیلندر قرار دارد بیرون می‌فرستد و سرعت را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد. ترمز اگزوز هم سرعت را کاهش می‌دهد ولی به روشی متفاوت. ادامه مطلب را بخوانید تا بینید چطور این کار را انجام می‌دهد.
ترمز اگزوز
ترمز اگزوز سرعت خودروهای دیزل را سریع پایین می‌آورد. همچنین این ترمز از داغ کردن ترمز در سراشیبی‌ها جلوگیری می‌کند. داغ کردن باعث می‌شود ترمز ضعیف بشود یا حتی از کار بیفتد. استفاده از ترمز اگزوز عمر ترمزهای عادی را تا سه برابر افزایش می‌دهد. ترمز اگزوز به شیوه‌ای متفاوت از ترمز موتور، نیروی موتور دیزل را پایین می‌آورد. ترمز موتور هوای فشرده شده را از طریق سوپاپ دود تخلیه می‌کند، ولی ترمز اگزوز هوای فشرده شده را داخل موتور نگه می‌دارد و چرخش میل‌لنگ را کند می‌کند، به این ترتیب باعث کاهش سرعت کامیون می‌شود. ترمز اگزوز معمولاً روی سطح خارجی توربوشارژر نصب می‌شود و توانایی موتور برای تخلیه هوای فشرده را کاهش می‌دهد. یک سوپاپ پروانه‌ای داخل ترمز اگزوز قرار دارد که تا قبل از فعال شدن، باز باقی می‌ماند. بعد از فعال شدن، بسته شده و ضمن حبس کردن هوا درون اگزوز، جریان آن را محدود می‌کند. این امر باعث می‌شود پیستون هوای فشرده را به داخل ترمز اگزوز بفرستد، ترمز اگزوز نیز انرژی آن را جذب می‌کند. کمی گیج کننده است، این طور نیست؟ بهتر است این طور به آن فکر کنید: نفس عمیقی بکشید و آن را حبس کنید. سپس هوا را با فشار به دهان و لپ هایتان بفرستید ولی نگذارید خارج شود. با این کار یک ترمز اگزوز کوچک برای خودتان درست کرده‌اید. ترمز اگزوز مثل ترمز موتور سر و صدا به راه نمی‌اندازد. در واقع اصلاً سر و صدایی ندارد. ترمز اگزوز طوری طراحی شده است که در همه اوقات بتوان از آن استفاده کرد، و نه فقط زمانی که به آن احتیاج دارید. اگر درست از آن استفاده کنید، هزینه تعمیر و نگهداری ترمز عادی پایین می‌آید و هنگام حرکت در جاده های کوهستانی، ایمنی را بالا می‌برد. حال که دانستید ترمز موتور و ترمز اگزوز چطور کار میکنند، ادامه مطلب را بخوانید تا درباره استفاده از ترمز موتور چیزهایی یاد بگیرید.
استفاده از ترمز موتور
وقتی راننده در ترافیک روان یا روی سراشیبی رانندگی می‌کند، از ترمز موتور استفاده می‌کند. این گونه ترمزها روی وسایل نقلیه و ادوات زیر هم نصب میشوند:
- اتوبوس های تبلیغاتی
- تراکتور، تریلی
- دستگاه هایی که خارج از جاده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
از ترمز موتور هم مثل ترمز اگزوز باید دائم استفاده کرد و نه فقط زمانی که از سراشیبی پایین می‌آیید. این کار فرسودگی ترمزهای عادی را کاهش می‌دهد. وقتی در بزرگراه ها رانندگی می‌کنید، شاید صدای ترمزهای موتور را بشنوید. راننده های کامیون معمولاً برای کاهش سرعت از ترمز موتور استفاده میکنند. البته این کار صدای بلندی تولید می‌کند که به همه ساختمان ها یا خودروهای اطراف می‌رسد. ترمز موتور به خاطر سر و صدای زیادش است که کم طرفدار است. وقتی یک کامیون از ترمز موتور استفاده می‌کند، صدای تق تق بسیار بلندی به گوش می‌رسد. علت این صدا این است که هوای فشرده شده در سیلندر با فشار به طرف سوپاپ دود رانده می‌شود. کمپانی Jacobs Vehicle Systems، که تولید کننده اصلی ترمز موتور است، معتقد است که صدای تولید شده توسط یک کامیون سالم که مجهز به صداگیر OEM باشد، برابر 80 تا 83 دسی بل است که فقط 10 تا 13 دسی بل بالاتر از مکالمه عادی است. این کمپانی معتقد است که سر و صدای بلند اغلب ناشی از استفاده نامناسب از صداگیر است. سیستم اگزوز بدون صداگیر، 16 تا 22 دسی بل بیشتر از اگزوزهای مجهز به صداگیر سر و صدا تولید می‌کند. در بعضی ایالت ها قوانینی به تصویب رسیده که استفاده از ترمز موتور را ممنوع می‌کند، ولی برای رفع مشکل ترمزها هم اقداماتی صورت گرفته است. ادامه مطلب را بخوانید تا از این قوانین و مقررات آگاه بشوید.
مجاز بودن یا نبودن ترمز موتور
آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA)، از سال 1988 همه شرکت های سازنده کامیون را ملزم کرده است موتور کامیون ها را طوری طراحی کنند که در فاصله 15.2 متری‌شان فقط 80 دسی بل صدا شنیده شود. این محدودیت شامل سیستم اگزوز نیز می‌شود. همچنین این آژانس برداشتن تجهیزات کاهش صدا را از روی هر نوع خودرویی ممنوع کرده است. به خاطر شنیدن صدای بلند و ناهنجار در جاده ها، نباید ترمز موتور را سرزنش کرد. سیستم اگزوز معیوب هم می‌تواند مشکل‌ساز باشد. برخی از ایالت های آمریکا مقرات خاصی در این خصوص وضع کرده‌اند:
- در سال 2003 ایالت مونتانا قانونی وضع کرد که طبق آن همه وسایل نقلیه باربری باید مجهز به ترمز موتور باشند و هر کسی این قانون را نقض کند، 500 دلار جریمه خواهد شد.
- در سال 2000 ایالت کلرادو قانونی وضع کرد که طبق آن همه وسایل نقلیه‌ای که مجهز به ترمز موتور هستند باید صداگیر داشته باشند. ناقض این قانون باید 500 دلار جریمه بپردازد.
- ایالت های آریزونا، آیداهو، مونتانا، نوادا، نیومکزیکو، ارگن، یوتا، واشنگتن و وایومینگ نیز طی یک توافق بین ایالتی، قانونی مبتنی بر قانون ایالت کلرادو وضع کرده‌اند که نصب صداگیر روی هر وسیله نقلیه‌ای که مجهز به ترمز موتور است را اجباری می‌کند. ناقض این قانون نیز مجبور است 500 دلار جریمه بپردازد.