ترمز موتور چیست + علت ممنوعیت استفاده از آن در برخی مناطق

احتمالاً شما هم صدای قدرتمند و غرش ناشی از ترمزگیری کامیون‌ها و خودروهای سنگین را شنیده‌اید و برایتان سؤال شده که در این لحظه چه فرآیندی رخ می‌دهد. در خودروهای سنگین و تجاری، سیستمی به نام ترمز موتور یا Engine Brake برای کاهش سرعت به کار می‌رود. این سیستم که در کشورهای انگلیسی‌زبان با نام Jake Brake نیز شناخته می‌شود، به دلیل استفاده گسترده از ترمزهای تولید شرکت Jacobs Vehicle Systems به این نام شهرت یافته است.

ترمزگیری با استفاده از سیستم ترمز معمولی در خودروهای سنگین به دلیل وزن بالا، استهلاک زیاد و تولید حرارت فراوان را به دنبال دارد. این مشکل به‌خصوص زمانی که خودرو در حال پایین آمدن از شیب تند است، می‌تواند باعث افزایش بیش‌ازحد دمای سیستم ترمز و از کار افتادن آن شود. درحالی‌که استفاده از دنده معکوس و کاهش دنده در خودروهای سواری مؤثر است، در خودروهای تجاری به دلیل وزن بسیار بالا تأثیر چندانی ندارد.

ترمز موتور از خود پیشرانه برای کاهش سرعت استفاده می‌کند و این امر موجب کاهش فشار بر سیستم ترمز اصلی می‌شود. استفاده از این سیستم علاوه بر افزایش کارایی در هنگام ترمزگیری، باعث کاهش سایش تایرها و قطعات سیستم ترمز نیز می‌گردد. پ بهبود ایمنی و کاهش ریسک خرابی ترمزها از مهم‌ترین مزایای استفاده از این فناوری به شمار می‌روند.

با وجود اهمیت بالای ترمز موتور در خودروهای سنگین، در برخی مناطق مسکونی و شهری استفاده از آن محدود شده است. دلیل این امر، صدای مهیبی است که این سیستم در هنگام عملکرد خود ایجاد می‌کند. در برخی نقاط به‌خصوص در اروپا و آمریکا، تابلوهایی برای ممنوعیت استفاده از ترمز موتور نصب می‌شوند تا از ایجاد مزاحمت صوتی جلوگیری شود.

در ادامه، جزئیات بیشتری از ساختار داخلی ترمز موتور، ترمز اگزوز و قوانین مربوط به استفاده از این سیستم ارائه خواهیم داد.

نحوه عملکرد ترمز موتور در خودروهای سنگین

به‌طور ساده در خودروهای بنزینی معمولی، زمانی که پدال گاز را فشار می‌دهید، دریچه گاز باز می‌شود و پیشرانه دور می‌گیرد. حال اگر پای خود را از روی پدال گاز بردارید، دریچه گاز بسته می‌شود و موتور دیگر قادر به افزایش دور نیست، درنتیجه دور موتور کاهش می‌یابد. این فرآیند هنگام پایین آمدن از سراشیبی باعث ایجاد ترمز موتور می‌شود که به کنترل سرعت خودرو کمک می‌کند. در شیب‌های تندتر، ممکن است نیاز باشد که دنده را نیز کاهش دهید تا سرعت کنترل شود.

اما در کشنده‌ها و کامیون‌ها، برداشتن پا از روی پدال گاز به‌تنهایی نمی‌تواند به میزان مؤثری سرعت را کاهش دهد. دلیل این امر وزن بالای این خودروهاست که در برخی مواقع به حدود ۴۰ تن می‌رسد. همچنین استفاده از ترمزهای معمولی در مسیرهای طولانی و سراشیبی تند ممکن است دچار افت عملکرد شود. حتی با دنده معکوس هم نمی‌توان نیروی کافی برای توقف خودرو ایجاد کرد. در خودروهای دیزلی، هوا از طریق سوپاپ ورودی وارد سیلندر می‌شود و با حرکت پیستون به سمت بالا، فشرده شده و احتراق رخ می‌دهد. این فرآیند نیروی لازم را برای حرکت خودرو فراهم می‌کند.

برای کاهش سرعت در خودروهای سنگین، از ترمز موتور با مکانیزم رهاسازی کمپرس موتور استفاده می‌شود. در این سیستم، راننده از داخل کابین یک سوئیچ را فعال می‌کند. با فعال‌شدن این مکانیزم، سیلندرها هوا را فشرده می‌کنند، اما پیش از آنکه هوای فشرده نیرویی تولید کند و به میل‌لنگ و چرخ‌ها منتقل شود، این هوا از طریق سوپاپ اگزوز رهاسازی می‌شود. این فرآیند به شکل مؤثری سرعت خودرو را کاهش می‌دهد و فشار کمتری به سیستم ترمز اصلی وارد می‌شود.

در کنار ترمز موتور، سیستم دیگری به نام ترمز اگزوز نیز برای کاهش سرعت استفاده می‌شود، اما عملکرد آن با ترمز موتور کاملاً متفاوت است و مکانیسم خاص خود را دارد.

بااین‌حال، گاهی اوقات ترمز موتور به‌تنهایی نمی‌تواند به‌اندازه کافی سرعت خودرو را کاهش دهد که می‌تواند خطرآفرین باشد. نمونه‌ای از این حوادث در آگوست ۲۰۰۸ در جنوب ایالت یوتا رخ داد؛ جایی که یک کامیون کشنده حامل خوک به دلیل ناتوانی در کاهش سرعت هنگام ورود به پیچ، دچار سانحه شد. اگرچه راننده از حادثه جان سالم به در برد، اما متأسفانه تعداد زیادی از خوک‌ها جان خود را از دست دادند.

انواع و کاربردهای ترمز موتور در خودروهای سنگین

ترمز موتور به چندین نوع مختلف تقسیم می‌شود که هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. یکی از این انواع ترمز کمپرسوری است که بیشتر در کامیون‌های سنگین به کار می‌رود. در این سیستم، با کاهش فشار کمپرسوری در سیلندرها و باز شدن سوپاپ‌های اگزوز، توان موتور کاهش یافته و سرعت خودرو پایین می‌آید. ترمز اگزوزی نوع دیگری از ترمز موتور است که با بسته‌شدن دریچه خروجی اگزوز و ایجاد فشار بالا در سیلندرها، دور موتور را کاهش داده و به این ترتیب سرعت خودرو را کنترل می‌کند. ترمز هیدرولیکی نیز در ماشین‌آلات صنعتی و سنگین استفاده می‌شود که با محدود کردن جریان روغن هیدرولیک در سیستم، عملکرد ترمز را بهبود می‌بخشد.

ترمز موتور در شرایط مختلفی مفید واقع می‌شود. برای مثال، هنگام رانندگی در سراشیبی‌های طولانی، این سیستم کمک می‌کند تا فشار کمتری به ترمزهای دیسکی وارد شده و از استهلاک آن‌ها جلوگیری شود. کامیون‌ها و تریلی‌ها هنگام حمل بار سنگین از ترمز موتور برای کنترل سرعت استفاده می‌کنند و در شرایط اضطراری، این سیستم می‌تواند به‌عنوان یک روش پشتیبان برای کاهش سرعت ناگهانی عمل کند.

مزایای استفاده از ترمز موتور شامل کاهش استهلاک ترمزهای دیسکی، جلوگیری از گرم شدن بیش‌ازحد ترمزها در مسیرهای طولانی، افزایش ایمنی در شرایط اضطراری، و کاهش مصرف سوخت در مسیرهای سراشیبی است. با این حال، این سیستم معایبی نیز دارد؛ از جمله صدای بلند تولید شده که می‌تواند برای ساکنان مناطق شهری آزاردهنده باشد، نیاز به نگهداری مداوم که بیشتر از ترمزهای معمولی است، و عملکرد محدود در خودروهای سبک که به اندازه خودروهای دیزلی سنگین کارآمد نیست.

دلایل و مناطق ممنوعیت استفاده از ترمز موتور

مهم‌ترین دلیل برای ممنوعیت استفاده از ترمز موتور در برخی مناطق، تولید صدای بلند و آزاردهنده آن است. این صدا به‌ویژه در مناطقی که دارای تجمعات مسکونی یا مکان‌هایی حساس مانند بیمارستان‌ها و مدارس هستند، می‌تواند موجب ناراحتی و مزاحمت برای مردم شود. در مناطق با تراکم جمعیتی بالا، صدای تولیدی از ترمز موتور به‌عنوان یک عامل مزاحم شناخته می‌شود. علاوه بر این، در برخی نواحی، استفاده از ترمز موتور به دلیل وجود تکنولوژی‌های جدیدتر و کم‌صداتر، مانند ترمزهای الکترومغناطیسی یا سیستم‌های پیشرفته‌تر ترمز دیسکی، کاهش یافته است. این سیستم‌ها به‌طور مؤثری نیاز به استفاده از ترمز موتور را برطرف کرده‌اند.

در بسیاری از کشورهای مختلف، تابلوهایی برای هشدار و ممنوعیت استفاده از ترمز موتور در مسیرهای خاص نصب می‌شود. این مناطق معمولا شامل مناطق مسکونی، مکان‌های نزدیک به بیمارستان‌ها، مدارس، و سایر مراکز حساس و همچنین مسیرهای شهری با محدودیت آلودگی صوتی هستند.

راهکارهای کاهش صدای ترمز موتور

برای کاهش اثرات منفی استفاده از ترمز موتور، تولیدکنندگان خودرو و رانندگان می‌توانند از چندین روش مؤثر بهره‌ ببرند. یکی از این راهکارها نصب صداگیر (Muffler) در سیستم اگزوز است که می‌تواند به طور چشمگیری صدای تولیدی از ترمز موتور را کاهش دهد. علاوه بر این، نگهداری مناسب و انجام تعمیرات دوره‌ای بر روی سیستم ترمز موتور می‌تواند از بروز صداهای اضافی جلوگیری کند و عملکرد آن را بهبود بخشد. در نهایت، آموزش رانندگان درباره مناطق ممنوعه برای استفاده از ترمز موتور و نحوه استفاده بهینه از این سیستم نیز می‌تواند به کاهش مزاحمت‌های صوتی کمک کند و از آزار ساکنان مناطق حساس جلوگیری نماید.