این متن شامل 22 صفحه می باشد 

هر وسيله­ نقليه­ در حال حركتي ميزان معيني انرژي جنبشي دارد و ترمزها براي متوقف كردن آن بايد اين انرژي را از خودرو بگيرند. ترمزها چگونه اين كار را انجام مي‌دهند؟ شايد اولين جوابي كه به ذهن برسد، تبديل انرژي جنبشي به گرماي حاصل از اصطكاك باشد ولي اين جواب، كامل نيست. امروزه از روش­هاي ديگري نيز براي متوقف كردن وسيله­ نقليه­ استفاده مي­شود كه موضوع موردنظر اين مقاله است.

ترمز‌ها به­طور كلي به دو دسته‌ ترمز‌هاي اصطكاكي و غير اصطكاكي تقسيم مي‌شوند كه ترمز‌هاي غير اصطكاكي(كمكي) خود چهار دسته‌ اند: ترمز‌موتور، ترمز‌خروجي، ريتاردر هيدروليكي و ريتاردر الكتريكي. البته در بعضي مواقع هر چهار نوع ترمز را با عنوان ريتاردر­ها مي­شناسند.

ترمز‌موتور و ترمز‌خروجي بر مجموعه‌ موتور اعمال تغيير مي‌كنند و باعث مي‌شوند انرژي توليدي در محدوده زماني دلخواه راننده، با درجه‌ تنظيم شده از سوي او كاهش يابد؛ در حالي كه ريتاردر هيدروليكي(هيدروديناميكي) و ريتاردر الكتريكي(الكترومغناطيسي) بر محور خروجي از گيربكس اعمال تغيير مي‌كنند؛ به اين صورت كه در ريتاردر هيدروليكي با چرخش روتور پره‌اي در يك سيال، انرژي چرخشي محور خروجي از گيربكس تلف مي‌شود. نيروي ترمزگيري به گرما تبديل و از طريق جريان آب سرد موتور، دفع مي‌گردد. حداكثر مقدار ممكن نيروي ترمزگيري به اندازه‌ سيستم سرمايش بستگي دارد. از سوي ديگر چون انرژي در اين نوع ريتاردر براثر اصطكاك بين سيال و پره‌ها به گرما تبديل مي‌شود، اين نوع ريتاردر جزء ترمز‌هاي اصطكاكي به شمار مي­­آيد. در ريتاردر الكتريكي كاهش سرعت چرخش محور خروجي از گيربكس با اعمال ايجاد گشتاور مغناطيسي مخالف انجام مي‌شود.

1- ترمز‌موتور

نخستين بار كلايس‌ام‌كامينس بنيانگذار شركت كامينس‌موتور دريافت كه با باز كردن سوپاپ خروجي سيلندر هنگامي كه پيستون به نقطه‌ مرگ بالا برسد، نسبت به انتهاي مرحله‌ توليد قدرت، هواي فشرده‌ انباشته شده در آن قبل از اين كه مانند يك فنر پيستون را دوباره برگرداند، مي‌تواند خارج‌ شود. ترمزموتور، سوپاپ خروجي دود را قبل از نقطه مرگ بالا باز مي‌كند، در نتيجه در توليد قدرت يك اتلاف به وجود مي‌آيد. هواي فشرده شده در سيلندر در مانيفولد اگزوز آزاد مي‌شود و هيچ­گونه سوختي تزريق نمي‌گردد بنابراين هيچ نيرويي در كورس برگشتي به موتور داده نمي‌شود. موتور به­عنوان يك كمپرسور هوا عمل مي‌كند كه با چرخ طيار به حركت در مي‌آيد. با اين انرژي تلف شده در موتور و خروجي، موتور به جاي سيستم ترمز عمل مي‌كند. هواي فشرده شده‌ آزاد‌ شده به­عنوان مشخصه‌ ترمز‌موتور شناخته مي‌شود. ترمز‌گيري تراكمي ‌اصطلاح ديگر اين مكانيسم است. [1]

كارايي بالا هنگامي ممكن مي‌شود كه ترمز‌موتوري همراه ترمزخروجي استفاده‌ شود. كنترل ترمز‌موتوري معمولا با روشن و خاموش شدن انجام مي‌شود، اگرچه بعضي سيستم‌ها اجازه مي‌دهند راننده انتخاب كند كه ترمز بر 2 ،4 يا 6 سيلندر اعمال شود.[2]

در اين نوعترمز‌موتور، در مرحله‌ مكش، سوپاپ خروج دود كمي باز مي­شود.در مرحله‌تراكم نيز اين اتفاق مي‌افتد و همزمان هيچگونه سوختيتزريق نمي‌شود. در مرحله بعد يعني انبساط نيز سوپاپ خروجي دود به مقدار بسيار كميبازمي­شودو درنهايت گاز در مرحله‌ آخر از سيلندر خارج مي‌گردد. مجموعه‌اينتغييرات باعث مي‌شود كه موتور علاوه بر توليد نكردن انرژي،خودمصرفكننده‌انرژينيزباشد و درنتيجه سرعت وسيله‌ نقليه كاهش يابد.

سؤال اينجاست كه اين باز و بسته شدن غيرمعمول سوپاپ چگونه اتفاق مي‌افتد؟ جواب اين است، با سيستم سوپاپ­بندي كاملا متغير. با اين سيستم مي‌توان روش­هاي مديريت سيلندر و سوپاپ­ها را معرفي كرد. در حال حاضر سوپاپ­هايي ساخته شده اند كه قادرند با استفاده از نيروي الكترومغناطيسي و يك بازو مابين فنرهاي مكانيكي، يا استفاده از نيروي هيدروليكي، هرگونه پروفيل باز و بسته شدني را براي سوپاپ­ها ايجاد كنند. با كنترل جريان الكتريكي، بازو مي­تواند در موقعيت انتهايي خود بماند بنابراين سوپاپ مطابق با نياز مي‌تواند باز يا بسته نگه داشته شود. از آنجا كه زمانبندي سوپاپ­ها مي­تواند به­طور آزادانه تنظيم شود، جرم هواي ورودي و گازهاي باقيمانده را مي‌توان با سوپاپ­ها تعيين كرد.

همچنين با اين سيستم مي­توان ميزان تشكيل NOX را در بارهاي جزئي كاهش داد. از آنجا كه در اين روش زمانبندي هر سوپاپ براي هر سيلندر را مي‌توان جداگانه تنظيم‌ كرد، فعال يا غير فعال‌كردن هر سيلندر به اين ترتيب ميسر مي‌شود<!--[if !supportFootnotes]-->[5]<!--[endif]-->.[2]

تقريبا اكثر انواع رايج ريتاردرها، ترمز‌موتورها هستند. اغلب رانندگان كاميون‌ در امريكاي شمالي ترمز‌موتور را با نام تجاري جيك بريك مي‌شناسند كه ساخت شركت جاكوب است؛ اگر چه مفهوم آن توسط كامينس توسعه داده شده است.[1]

مزيت‌هاي اين نوع سيستم ترمز كمكي اين است كه انرژي تلف شده به­سرعت از موتور دفع مي‌شود. به عبارتي گاز‌هاي داغ خروجي از وسيله‌ نقليه به­سرعت دفع و همچنين بيشتر گرماي گاز‌هاي خروجي به­طور مستقيم به قطعات موتور هدايت مي‌شود. گرماي موتور توسط سيستم خنك سازي دفع مي‌شود. برخلاف اين نوع ترمز، ديسك يا درام ترمز پايي، فاقد چنين مكانيسمي براي دفع گرماي خود هستند. آنها براي حذف گرما مي‌بايست بر جريان هوا تكيه داشته باشند كه اين دماي بالا باعث خرابي ترمز‌هاي