排気ブレーキ

排気ブレーキは、エンジンからの排気経路を遮断し、排気ガスを排気マニホールドとシリンダー内で圧縮することでディーゼル エンジンを減速させる手段です。排気ガスが圧縮され、燃料が供給されていないため、エンジンは車両を減速させます。生成される負のトルクの量は、通常、エンジンの背圧に正比例します。

排気ブレーキは、排気システムに大きな制限を設け、かなりの排気背圧を発生させてエンジン速度を遅らせ、補助的なブレーキをかける装置です。排気ブレーキは多くの会社で製造されています。ブレーキの設計はさまざまですが、基本的には上記のように動作します。より高度な排気ブレーキには、背圧を制御する排気圧変調 (EPM) があり、これによりさまざまなエンジン速度でブレーキ性能が向上します。

排気ブレーキは、基本的に排気システムに背圧を生成するバルブであり、エンジンのピストンに十分な力を加えてエンジンを減速させます。ほとんどの場合、排気ブレーキは非常に効果的であるため、車両のサービスブレーキを一切使用せずに、下り坂で重荷を積んだ車両を減速させることができます。これらの条件下では、シリンダーからの排気流がボトルネックになり、排気ブレーキの上流の排気システムで圧力が急速に高まります。エンジン速度によっては、この圧力が最大作動圧力の 60 PSI に簡単に達することがあります。最大作動圧力は、排気ブレーキの設計の一部として制限されています。この例では、同じ 60 PSI が排気ストローク全体にわたってシリンダー内に残り (排気バルブが開いている)、ピストンの上部に 60 PSI をかけて上向きの動きに抵抗します。これにより負のトルクが生成され、エンジンが減速してブレーキ効果が得られます。

いくつかの技術革新により、排気背圧がさまざまな方法で増加し、フライホイールのトルクが増大して、ブレーキ力が増大します。ブレーキの有効性はパワー単位で測定され、エンジンの最大出力の約 60 ～ 80% です。車両のシフトダウン (エンジンと車輪のてこ比、つまりギア比の増大) により、さらに高い性能が得られます。人気の圧縮ブレーキであるジェイク ブレーキも参照してください。

エンジン ブレーキの一種である圧縮ブレーキは、排気ブレーキよりも大きな騒音を発生します。このため、一部の自動車OEM は、制動力が低いにもかかわらず、排気ブレーキの使用を好みます。圧縮ブレーキと排気ブレーキを組み合わせると^{[どのように? ]、}圧縮ブレーキ単独ほど騒音を出さずに効果を高めることができます。

多くの管轄区域では、消音装置なしの圧縮ブレーキの使用を禁止しています。

バタフライバルブは円形の金属で作られており、周囲に 3 つの円形の切り込みがあります。これらの円形の切り込みは、排気管の断面全体を塞ぐことが想定されていないために作られています。穴がなければ、エンジンは減速する代わりに停止してしまいます。

バタフライ バルブは油圧リンクを介して作動します。これは、バタフライ バルブに接続された油圧ポンプで構成されます。このポンプは、バタフライ バルブの動作を次のように制御します。ドライバーがブレーキをかけると、シリンダーの圧力が下がり、バルブが閉じて排気ガスの経路が制限されます。この位置では、バタフライ バルブは排気ガスの流れに対して垂直のままであり、エンジンに背圧がかかります。バタフライ バルブには 1 ～ 3 個の穴があり、排気管が完全に塞がれることはありません。これにより、高圧による損傷を確実に回避できます。

ドライバーがブレーキを解除すると、シリンダーが圧力を生成し、バタフライバルブが開き、排気ガスが排気管に流れ込みます。この位置では、バタフライバルブは排気ガスの経路と平行のままであるため、エンジンの圧力が解放され、エンジンの速度が上がります。

バタフライ バルブの助けを借りて背圧を高めるには、2 段階で操作する (つまり 2 つのバルブを使用する) こともできます。これにより、バルブの効率的な動作が保証され、バルブの故障を防ぐことで寿命が延びます。このようなタイプの配置は、大型トラックの場合に非常に便利です。エンジン速度を低下させるのに十分な背圧を生成するには、バルブからの大きな力が必要ですが、これは 2 つのバルブ配置によって可能になります。

通常、バタフライバルブの操作には空気圧または油圧アクチュエータが使用されますが、排気ガスの力が大きいため、このタイプのアクチュエータは非効率的であることが判明しています。そのため、業界では ARIS タイプのバルブアクチュエータが広く使用され、効果的なバルブ操作力を提供します。

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  排気ブレーキシャッターアセンブリ

• Ma, J., Chen, Y., Yu, Q., Guo, R.: リターダによる自動車の停止時の距離制御。
• 中国道路交通ジャーナル16(1), 108–112 (2003) (中国語)
• Chengye Liu1 と Jianming Shen: 自動車の排気ブレーキ性能に対するターボチャージャーの影響 (2003)

• 出典: auto.howstuffworks.com