مقدمه: ترمزهای اصلی (دیسکی یا کاسه‌ای) در کامیون‌ها و کشنده‌های سنگین، تنها برای توقف نهایی یا ترمزگیری اضطراری طراحی شده‌اند. استفاده مکرر از آن‌ها در سراشیبی‌های طولانی، منجر به افزایش شدید دما، پدیده فید (Fade) و در نهایت از دست دادن کامل قدرت ترمزگیری می‌شود که یک فاجعه است. اینجا نقش ترمزهای کمکی (Auxiliary Brakes) خود را نشان می‌دهد. این مقاله به مقایسه ریتاردر موتور و ریتاردر گیربکس در کشنده ها می پردازد.
ترمزهای کمکی که نیروی کاهنده سرعت را از طریق سیستم انتقال قدرت یا موتور ایجاد می‌کنند، به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
- ترمز موتور (Engine Brake): که به طور مستقیم با دستکاری عملکرد موتور (مانند Volvo VEB یا Jake Brake) مقاومت ایجاد می‌کند.
- ریتاردر گیربکس (Gearbox Retarder): که یک واحد مکانیکی یا هیدرولیکی است و معمولاً به صورت یکپارچه یا مستقل با گیربکس عمل می‌کند (مانند ZF Intarder یا ریتاردر هیدرولیکی اسکانیا).
انتخاب بین این دو سیستم ریتاردر موتور و ریتاردر گیربکس، یا استفاده ترکیبی از آن‌ها، تأثیر مستقیمی بر ایمنی، هزینه نگهداری و تجربه رانندگی در جاده‌های کوهستانی دارد.
۱. ریتاردر موتور (Engine Brake): اصول عملکرد و مزایا
ریتاردر موتور، از قدرت ذاتی موتور برای ایجاد مقاومت در برابر حرکت استفاده می‌کند. این سیستم به دو صورت اصلی عمل می‌کند: ترمز خفه کن اگزوز (Exhaust Brake) و ترمز فشرده‌سازی (Compression Brake).
۱.۱. نحوه عملکرد و مکانیزم
- مکانیسم: ترمز موتور، موتور دیزل را به یک کمپرسور هوا تبدیل می‌کند. در حالت عادی، موتور دیزل پس از فشرده‌سازی هوا در سیلندر، سوخت را تزریق کرده و احتراق صورت می‌گیرد. اما هنگامی که ترمز موتور فعال می‌شود:
- قطع سوخت: تزریق سوخت به طور کامل قطع می‌شود.
- فشرده‌سازی: پیستون‌ها هوا را در داخل سیلندر فشرده می‌کنند.
- تخلیه کنترل شده: قبل از شروع مرحله انبساط (که نیروی پیشران ایجاد می‌کند)، سوپاپ‌های اگزوز برای لحظه‌ای باز می‌شوند تا هوای فشرده‌شده و پرفشار تخلیه شود. این تخلیه، انرژی حاصل از فشرده‌سازی را تلف کرده و باعث می‌شود پیستون در مرحله بعدی، برای فشرده‌سازی مجدد، نیاز به انرژی از بیرون (از طریق میل گاردان و چرخ‌ها) داشته باشد. این مقاومت، نیروی ترمزی را ایجاد می‌کند.
- نمونه‌های مشهور: VEB (Volvo Engine Brake) در کشنده های ولوو و Jake Brake (Jacobs Engine Brake) در کشنده های آمریکایی از رایج‌ترین انواع این سیستم هستند.
- نقاط قوت ریتاردر موتور:
- وزن سبک‌تر: به دلیل ادغام با موتور، وزن کلی کشنده را به اندازه یک ریتاردر هیدرولیکی اضافه نمی‌کند.
- هزینه خرید اولیه پایین‌تر: به عنوان یک آپشن، معمولاً هزینه نصب کمتری نسبت به ریتاردر گیربکس دارد.
- عملکرد در دورهای بالا: بهترین عملکرد را در دورهای موتور بالا دارد، که نشان می‌دهد راننده برای استفاده بهینه باید دنده را در سراشیبی‌ها به موقع سنگین کند تا موتور در محدوده دور موثر (معمولاً بالای ۱۵۰۰ دور در دقیقه) قرار گیرد.
۱.۲. محدودیت‌ها و چالش‌ها
- صدای زیاد: ترمز موتورهای فشاری (به خصوص جیک بریک‌های آمریکایی) به دلیل تخلیه سریع هوای فشرده‌شده از اگزوز، صدای بسیار بلندی تولید می‌کنند که در مناطق شهری و مسکونی، استفاده از آن‌ها اغلب ممنوع است.
- وابستگی به دنده و کلاچ: نیروی ترمزگیری آن کاملاً وابسته به دنده‌ای است که کشنده در آن قرار دارد. در زمان تعویض دنده یا فشردن پدال کلاچ (در گیربکس‌های دستی)، سیستم به طور موقت قطع می‌شود و ترمزگیری کمکی از دست می‌رود.
- نیروی ترمز محدود: در مقایسه با ریتاردرهای هیدرولیکی، ریتاردر موتور به تنهایی برای بارهای فوق سنگین یا سراشیبی‌های بسیار طولانی، نیروی ترمزی کمتری تولید می‌کند.
۲. ریتاردر گیربکس (Intarder/Retarder): اصول عملکرد و مزایا
ریتاردر گیربکس که اغلب به صورت هیدرولیکی عمل می‌کند، یک سیستم مستقل است که مستقیماً در مسیر انتقال قدرت (معمولاً به شفت خروجی گیربکس) قرار می‌گیرد.
۲.۱. نحوه عملکرد و انواع
- مکانیسم هیدرولیکی (Intarder):
- اتصال: اینتاردر (که یک نوع ریتاردر است و به صورت یکپارچه با گیربکس نصب می‌شود) از دو جزء اصلی تشکیل شده: یک روتور (متصل به شفت انتقال قدرت) و یک استاتور (ثابت).
- ایجاد مقاومت: هنگام فعال شدن توسط راننده (معمولاً با اهرم کنار ستون فرمان)، پمپ روغن (یا در مدل‌های جدید، آب موتور) را به داخل محفظه ریتاردر پمپ می‌کند.
- اصطکاک مایع: با چرخش روتور، روغن/مایع به پره‌های استاتور برخورد کرده و مقاومت هیدرودینامیکی شدیدی ایجاد می‌شود. این مقاومت، انرژی جنبشی کشنده را به انرژی حرارتی تبدیل می‌کند و از طریق سیستم خنک‌کننده موتور (یا مستقل) دفع می‌گردد. این نیروی مقاومتی، سرعت کشنده را کاهش می‌دهد.
- انواع مشهور: ZF Intarder (محبوب در داف، مان، ایویکو) و ریتاردرهای هیدرولیکی مستقل (مانند اسکانیا و مرسدس بنز).
- نقاط قوت ریتاردر گیربکس:
- قدرت ترمز بسیار بالا: نیروی ترمزگیری به مراتب قوی‌تری (اغلب تا چندین هزار نیوتن‌متر) نسبت به ترمز موتور تولید می‌کند که برای بارهای سنگین و سراشیبی‌های تند کاملاً مناسب است.
- عملکرد پیوسته: نیروی ترمز آن مستقل از دنده موتور است. حتی در هنگام تعویض دنده (با گیربکس‌های اتوماتیک مانند I-Shift)، به دلیل اتصال مستقیم به شفت خروجی گیربکس، ترمزگیری کمکی ادامه دارد.
- بی‌صدا: عملکرد آن تقریباً کاملاً بی‌صداست، که آن را برای استفاده در مناطق با محدودیت نویز بسیار مناسب می‌سازد.
- کنترل دقیق: نیروی ترمزگیری در چند مرحله (معمولاً ۵ تا ۷ مرحله) قابل تنظیم است و کنترل نرم‌تر و دقیق‌تری بر سرعت کشنده ارائه می‌دهد.
۲.۲. محدودیت‌ها و چالش‌ها
- قیمت و وزن بالا: نصب ریتاردر هیدرولیکی یک آپشن گران قیمت است و وزن بیشتری (حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلوگرم) را به وزن خالص کشنده اضافه می‌کند.
- تولید حرارت: در هنگام استفاده مداوم، مایع ریتاردر (روغن یا آب) گرمای زیادی تولید می‌کند که نیاز به سیستم خنک‌کاری موثری دارد. اگر سیستم خنک‌کاری موتور ناکافی باشد، ممکن است با افزایش دما، قدرت ریتاردر کاهش یابد.
- هزینه تعمیر: به دلیل پیچیدگی ساختار هیدرولیکی و یکپارچگی با گیربکس، در صورت بروز خرابی، هزینه تعمیرات ریتاردر گیربکس (اینتاردر) اغلب بالا است.
۳. مقایسه جامع و جدول تفاوت‌های کلیدی
مقایسه ریتاردر موتور و ریتاردر گیربکس انجام شد، برای درک بهتر، تفاوت‌های عملیاتی دو سیستم در قالب جدول زیر ارائه می‌شود:
| ویژگی | ریتاردر موتور (Engine Brake / VEB) | ریتاردر گیربکس (Intarder / Hydraulic Retarder) |
| محل نصب | سرسیلندر و سیستم اگزوز | یکپارچه با گیربکس یا روی شفت انتقال قدرت |
| قدرت ترمزگیری | متوسط تا خوب (وابسته به دور موتور) | بسیار بالا و پایدار |
| وابستگی به دنده | وابسته به دنده (در هنگام کلاچ‌گیری قطع می‌شود) | مستقل از دنده (عملکرد پیوسته) |
| صدای عملیات | بلند (به خصوص در جیک بریک) | کاملاً بی‌صدا |
| خنک‌کاری | از طریق سیستم اگزوز و حرارت موتور | از طریق روغن/آب و دفع حرارت (نیاز به ظرفیت خنک‌کننده دارد) |
| وزن اضافی | کم | زیاد (۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلوگرم) |
| هزینه خرید/تعمیر | ارزان‌تر در خرید، تعمیر ساده‌تر | گران‌تر در خرید، تعمیر تخصصی و گران‌تر |
| بهترین کاربرد | کاهش سرعت اولیه، شیب‌های متوسط، ترافیک | سراشیبی‌های طولانی و تند، بارهای سنگین، حفظ سرعت ثابت |
نتیجه‌گیری نهایی: ترکیب قدرت
در نهایت، در کشنده‌های مدرن، بهترین راهکار استفاده از ترکیب هر دو سیستم است که به آن ترمز ترکیبی (Brake Blending) می‌گویند:
- ریتاردر موتور: برای کاهش سریع و اولیه سرعت یا در شیب‌های سبک و متوسط استفاده می‌شود.
- ریتاردر گیربکس: نیروی ترمزی اصلی و پایدار را برای حفظ سرعت ثابت در سراشیبی‌های طولانی و با بارهای سنگین فراهم می‌کند.
انتخاب برای مالک کشنده:
- اگر بودجه محدود دارید و بیشتر در مناطق کم شیب فعالیت می‌کنید: ریتاردر موتور کافی است.
- اگر در مسیرهای کوهستانی و ترانزیت با بارهای سنگین کار می‌کنید: ریتاردر گیربکس (اینتاردر) یک ضرورت ایمنی و اقتصادی است که با حفظ عمر ترمزهای اصلی، هزینه‌های عملیاتی شما را در درازمدت کاهش می‌دهد، با وجود آنکه هزینه خرید و نگهداری اولیه آن بالاتر است.