Travagem do motor - Engine braking

A frenagem do motor ocorre quando as forças de retardo dentro de um motor são usadas para desacelerar um veículo motorizado , em oposição ao uso de mecanismos de frenagem externos adicionais, como freios de fricção ou freios magnéticos .

O termo é freqüentemente confundido com vários outros tipos de frenagem, mais notavelmente a frenagem com liberação de compressão ou "frenagem jake", que usa um mecanismo diferente.

Os regulamentos de tráfego em muitos países exigem que os caminhões sempre conduzam com uma marcha engatada, o que, por sua vez, fornece uma certa quantidade de frenagem do motor (perdas viscosas no óleo do motor e no ar bombeado através do motor e perdas por fricção nas paredes dos cilindros e rolamentos) quando não pedal do acelerador é aplicado.

Modelo

Motores a gasolina

O termo "travagem do motor" refere-se ao efeito de travagem que ocorre nos motores a gasolina quando o pedal do acelerador é libertado. Isso faz com que a injeção de combustível cesse e a válvula de aceleração feche quase completamente, restringindo muito o fluxo de ar forçado de, por exemplo, um turbocompressor. A restrição causa um forte vácuo no coletor , contra o qual os cilindros têm que trabalhar, minando grande parte da energia potencial do sistema ao longo do tempo e produzindo a maior parte do efeito de frenagem do motor. Esse efeito do coletor de vácuo pode muitas vezes ser amplificado por uma redução de marcha, o que induz uma cadeia de direção giratória mais rápida para engatar com o motor.

A frenagem com motor é um método viável de controlar a velocidade com que um veículo viaja em declive. Ao mudar para uma marcha mais baixa em uma transmissão manual ou selecionar o modo "baixo" em uma transmissão automática , a frenagem do motor reduz a necessidade de aplicar repetidamente o pedal do freio , diminuindo o risco de superaquecimento dos freios.

Embora parte da força de frenagem seja produzida devido ao atrito no trem de força , isso é insignificante em comparação com o efeito do vácuo do coletor causado pela restrição do fluxo de ar.

Em uma transmissão automática, a frenagem do motor muitas vezes aumenta espontaneamente a rotação do motor, causando uma rotação repentina, mesmo sem aplicar o pedal do acelerador.

Motores a diesel

Os motores a diesel em carros pessoais oferecem pouca frenagem do motor, pois não são equipados com um corpo do acelerador e, portanto, não podem extrair vácuo no coletor de admissão.

Em veículos pesados, o motor é geralmente feito para fornecer potência de frenagem extra para aliviar um pouco o sistema de freio normal do veículo e ajudar a evitar o superaquecimento dos freios. Em sua forma mais simples, consiste em uma válvula borboleta que interrompe o fluxo de exaustão. Isso é conhecido como freio de escape e é encontrado principalmente em caminhões mais antigos. Ele tem um efeito limitado e os sistemas mais avançados, conforme descrito a seguir, são quase universais em veículos pesados ​​mais novos.

Freio de liberação de compressão

Um freio de liberação de compressão (também conhecido como freio Jacobs ou "freio jake"), é o tipo de freio mais comumente confundido com a frenagem com motor real; é usado principalmente em grandes caminhões a diesel e funciona abrindo as válvulas de exaustão no topo do curso de compressão, de forma que a grande quantidade de energia armazenada naquele ar comprimido não retorne ao virabrequim, mas seja liberada na atmosfera.

Normalmente, durante o curso de compressão, a energia é usada quando o pistão que se desloca para cima comprime o ar no cilindro; o ar comprimido atua então como uma mola comprimida e empurra o pistão de volta para baixo. No entanto, com o freio jake em operação, o ar comprimido é liberado repentinamente pouco antes de o pistão começar seu deslocamento para baixo. (Esta liberação repentina de ar comprimido cria ondas sonoras audíveis semelhantes aos gases em expansão que escapam do cano de uma arma de fogo.) Tendo perdido a energia armazenada no ar comprimido, não há "retorno", então o motor deve gastar ainda mais energia puxando o pistão para baixo novamente.

Esse tipo de freio é proibido ou restrito em muitos locais residenciais porque (a menos que devidamente abafado) ele cria um som semelhante ao de uma metralhadora alto o suficiente para perturbar a paz, incluindo acordar as pessoas à noite. É muito eficaz, no entanto, e cria uma quantidade imensa de força de frenagem que estende significativamente a vida útil do freio de fricção - um motor a diesel de 565 hp (421 kW) pode produzir até 600 hp (450 kW) de potência de frenagem a 2.100 RPM.

Freio de escape

Um freio de escape funciona causando uma restrição no escapamento, assim como o acelerador de admissão causa em um motor a gasolina. Em termos simples, ele funciona aumentando a contrapressão do escapamento. Quase todos esses freios são válvulas borboleta semelhantes a uma válvula borboleta, montadas a jusante do turbocompressor, se houver.

Obstruções de exaustão

Os motores diesel modernos estão sujeitos a muitos controles rígidos sobre as emissões e muitas vezes têm muitas obstruções no escapamento, o que os faz sentir que estão freando como um motor a gasolina. Os principais são:

  • O turbocompressor cria alguma contrapressão quando está parado
  • A válvula recirculadora de gases de escape (EGR) redireciona os gases de escape de volta para a entrada do motor, geralmente através de um tubo restrito / estreito.
  • O filtro de partículas diesel (DPF) é projetado para capturar partículas de fuligem que, de outra forma, seriam liberadas na atmosfera; obstrui muito o fluxo de exaustão e pode exaurir quase tanta energia quanto um pequeno compressor de ar condicionado.

Motores de dois tempos

A frenagem do motor em um motor pré-misturado de dois tempos pode ser extremamente prejudicial ao motor, porque o lubrificante do cilindro e do pistão é fornecido a cada cilindro misturado com o combustível. Consequentemente, durante a frenagem do motor, o motor perde não apenas combustível, mas também lubrificante, causando desgaste acelerado. Muitos carros antigos de dois tempos (Saab, Wartburg, etc.) tinham um dispositivo de roda livre na transmissão para tornar o freio motor opcional. A maioria dos motores de motocicletas de dois tempos desde os anos 1970 foram lubrificados por uma bomba de óleo , independente do acelerador e do sistema de combustível, como o sistema Posi-Force da Suzuki .

Formulários

Assim que o acelerador é liberado o suficiente para desacelerar o motor, a frenagem com o motor entra em vigor, desde que as rodas permaneçam conectadas ao motor por meio da transmissão. Uma embreagem deslizante ou desengatada , ou um conversor de torque , desengataria as rodas ou absorveria a energia de frenagem. A força de frenagem varia dependendo do motor e da marcha em que a transmissão está. Quanto mais baixa a marcha, maior o efeito de frenagem devido à alta rotação e ao torque transferido através da transmissão (maior torque é fornecido pelo motor em marchas mais baixas) .

A frenagem com motor evita desgaste nos freios e pode ajudar o motorista a manter o controle do veículo. O uso ativo da frenagem com motor ao engatar uma marcha mais baixa pode ajudar a controlar a velocidade durante a condução em encostas muito íngremes e longas, evitando o superaquecimento ou desgaste excessivo dos freios. Se for aplicado antes de os freios terem sido usados, pode deixar os freios disponíveis para fazer paradas de emergência. A velocidade desejada é mantida usando a frenagem do motor para neutralizar a aceleração gravitacional. O desgaste potencial da transmissão causado pela frenagem do motor pode ser mitigado por certas técnicas. Deslizar a embreagem para completar uma redução de marcha desgasta a placa de embreagem à medida que desacelera o veículo, fazendo o trabalho das pastilhas ou sapatas de freio. Uma partida de rotação bem executada na mesma configuração minimiza as tensões nos componentes da transmissão, portanto, a frenagem do motor faz o trabalho de desacelerar o veículo.

A técnica inadequada de frenagem com o motor pode fazer com que as rodas patinem (também chamado de bloqueio de mudança), especialmente em superfícies escorregadias, como resultado de muita desaceleração. Como em uma derrapagem causada por travagem excessiva, o veículo não recuperará a tração até que as rodas girem mais rapidamente. Se o motorista reduzir a frenagem do motor mudando a marcha para cima ou desengatando a embreagem em uma transmissão manual, a tração pode ser recuperada.

Em veículos elétricos híbridos , como o Toyota Prius , a travagem do motor é simulada pelo software do computador para corresponder à sensação de uma transmissão automática tradicional. Para longas descidas, o modo "B" atua como uma marcha mais baixa, usando as RPMs mais altas do motor de combustão interna para desperdiçar energia, evitando que a bateria seja sobrecarregada. Quase todos os veículos elétricos e híbridos são capazes de converter o movimento cinético em eletricidade, ou seja, freios regenerativos , mas uma vez que o motor de combustão interna não é usado para desacelerar o veículo ao usar a frenagem regenerativa, não é o mesmo que freio motor.

Limitações

A frenagem com motor é uma prática geralmente aceita e pode ajudar a evitar o desgaste dos freios de fricção. É ainda utilizado em alguns desportos motorizados para reduzir o risco de sobreaquecimento dos travões de fricção. Além disso, os motores de injeção de combustível geralmente não usam combustível durante a frenagem do motor. Isso é conhecido como corte de combustível em desaceleração (DFCO).

Embora não estejam mais em produção na maioria dos países, ainda existem muitos motores com carburador em serviço, com os quais a frenagem do motor é contraproducente para a economia de combustível devido à falta de um mecanismo DFCO. O custo do combustível desperdiçado pode muito bem superar o ganho da redução do desgaste do freio.

A frenagem de liberação de compressão ("Jake"), uma forma de frenagem com motor usada quase exclusivamente em motores a diesel, produz quantidades extremas de poluição sonora se não houver silenciador no coletor de admissão do motor. Curiosamente, parece semelhante a uma britadeira , no entanto, o volume é entre 10 e 20 vezes o nível de pressão sonora de uma britadeira (10 a 13 dB maior). Numerosas cidades, municípios, estados e províncias proibiram o uso de freios de compressão não abafados, que normalmente só são legais em estradas longe das populações. Na Austrália, câmeras de fiscalização de tráfego estão sendo testadas para fotografar automaticamente veículos pesados ​​que usam frenagem de compressão.

Veja também

Referências