Длинный спуск для грузовика. Как двигатель бережёт колёсные тормоза

На затяжном спуске тяжёлый грузовик может сохранять скорость, хотя водитель почти не пользуется обычной педалью тормоза. Часть работы выполняет двигатель, который через трансмиссию создаёт сопротивление вращению колёс. У ряда классических КамАЗов для этого предусмотрен моторный тормоз с заслонками в выпуске и отключением топлива.


Задача начинается с энергии. При движении вниз машина теряет высоту, и сила тяжести разгоняет её. Если скорость нужно удерживать, появляющуюся энергию приходится куда-то отводить. В обычном тормозе она переходит главным образом в тепло при трении колодок о барабаны или диски. На длинном спуске этот процесс продолжается минуты, и нагрев накапливается.

Можно оценить масштаб на условном примере. Автомобиль массой 20 тонн, опустившийся на 100 метров, теряет около 19,6 мегаджоуля потенциальной энергии: массу умножают на ускорение свободного падения и перепад высот. Часть заберут сопротивление качению и воздух, остальное придётся поглотить тормозным устройствам, если скорость остаётся прежней. Это объясняет, почему затяжной уклон предъявляет другой запрос, чем короткое торможение перед перекрёстком.

В заводском руководстве КамАЗа 1986 года назначение вспомогательной системы сформулировано через разгрузку рабочих тормозов и снижение их температуры. Включение прекращает подачу топлива и поворачивает заслонки в приёмных трубах глушителя. Поршням становится труднее вытеснять газ через выпуск. Сопротивление двигателя передаётся назад по трансмиссии и сдерживает движение машины.

При обычной тяге энергия идёт от двигателя к колёсам. В режиме торможения колёса через включённую передачу вращают двигатель. Поэтому связь с трансмиссией здесь принципиальна. Если разъединить её сцеплением или нейтралью, мотор уже не сможет выполнять ту же работу по замедлению автомобиля. Выбор передачи и допустимых оборотов связан с инструкцией конкретной машины и двигателем, который на ней установлен.



При этом разные современные устройства, называемые моторными тормозами, могут работать по-разному. Есть системы, меняющие работу клапанов и использующие сжатие воздуха в цилиндрах; существуют отдельные гидродинамические и электрические замедлители в трансмиссии. Описание выпускной заслонки относится к соответствующей конструкции классического КамАЗа. По одному общему названию нельзя переносить её устройство на любой новый тягач.

Работа через ведущие колёса имеет эксплуатационную границу. Для передачи тормозящего усилия нужно сцепление с дорогой. На скользкой поверхности и при малой нагрузке поведение машины требует особого внимания; режим применения определяет руководство. Производители грузовиков отдельно предупреждают, что наличие моторного тормоза не даёт неограниченной скорости на спуске. Масса, уклон и состояние покрытия определяют возможности автомобиля и с работающим замедлителем. Поэтому его режим выбирают заранее, сохраняя управляемость на всём участке.

Вспомогательная система берёт на себя длительную работу, но у водителя остаются рабочие тормоза для нужного снижения скорости и остановки. Их запас особенно ценен, когда впереди меняется обстановка. Поэтому пользоваться возможностями замедления нужно до того, как колёсные механизмы накопили чрезмерное тепло. Запас рабочих тормозов сохраняют всем выбранным режимом спуска: скоростью, передачей и своевременным включением предусмотренных устройств.

Двигатель на спуске меняет роль: из источника тяги становится потребителем энергии движущегося грузовика. Энергия рассеивается другими путями, благодаря чему рабочим тормозам достаётся меньшая тепловая нагрузка. Устройство, которое снаружи почти незаметно, помогает сохранить для них работу, ради которой они особенно нужны: уверенно замедлить тяжёлую машину, когда скорость действительно требуется снизить.