Čo je to motorová brzda?

Pojem motorová brzda najčastejšie počujeme v spojení s nákladnými autami. Úlohou motorovej brzdy je zvyšovať aktívnu bezpečnosť vozidla pomocou účinného brzdenia motorom, zvyšovať životnosť brzdového systému a taktiež znižovať jeho opotrebovanie.

Motorová brzda prichádza k slovu najmä pri tiahlych klesaniach, kde uľahčuje prácu brzdovému systému. Najmä na konci tiahlych klesaní je v prípade potreby k dispozícii plný výkon prevádzkových bŕzd neznížený tepelným zaťažením, ktoré by normálne prinieslo použitie bŕzd v celom klesaní. Motorová brzda tiež slúži na účinné spomalenie vozidla v prípade samotného zlyhania brzdového systému.

Ako už z názvu napovedá, pod pojmom motorová brzda sa myslí spomaľovanie vozidla pomocou spaľovacieho motora. Účinnejšie brzdenie je v prípade dieselového agregátu, keďže obvykle dosahuje väčšej kompresie ako benzínový motor. Inými slovami, na prekonanie kompresného zdvihu je potreba viac mechanickej práce.

Popis činnosti

Pri čistom brzdení motorom je dodávka paliva úplne odstavená. Piest pri kompresnom zdvihu stláča nasatý vzduch, ktorý sa pri expanznom zdvihu znova rozpína a tlačí piest do dolnej úvrate.​​ Účinnosť procesu je však nižšia o mechanické straty pohyblivých častí motora. Rozdielom v tejto účinnosti je brzdný účinok motora.

Aj keď brzdný účinok motora je pomerne značný (1-2 m/s^-2 v závislosti od typu motora a zaradeného prevodového stupňa), pre potreby ťažkých-plne naložených ťahačov bolo treba jeho účinok ešte zvýšiť. Zvýšenie brzdnej účinnosti motora možno docieliť nasledovnými spôsobmi.

• Zmenou časovania rozvodu výfukových ventilov (dekompresná motorová brzda). Vplyvom zmeny časovania dochádza na konci kompresie k pootvoreniu výfukového ventilu a vypusteniu vzduchu stlačeného piestom do výfukového potrubia. Výsledkom je fakt, že stlačený vzduch nemôže väčšinu nadobudnutej energie stlačením piestu vrátiť formou svojho spätného rozpínania-expanzie. Následne tak počas tzv.prázdnej expanzie dochádza v motore k vzniku podtlaku, čím vzniká potreba ďalšej mechanickej práce. Vo výsledku tak motor vyvíja väčší brzdný účinok a vozidlo viac brzdí.
• Zvýšením odporu prúdenia plynov, ktoré možno dosiahnuť viacerými spôsobmi:
  • klapkou, ktorá zmenšuje prierez vstupu do výfukového potrubia a tým sa zvýši odpor počas výfukového zdvihu – tzv výfuková brzda,
  • klapkou vo výfuku, ktorá obmedzí hluk spôsobený odpúšťaním stlačeného vzduchu na konci kompresie a zvýšeniu tlaku v potrubí prinesie už spomínaný efekt vo zvýšenom odpore pohybu piestu pri výfukovom zdvihu,
  • použitím elektronicky riadeného turbodúchadla. Pomocou variabilnej geometrie lopatiek statora sa nastaví turbodúchadlo na maximálnu dodávku vzduchu. Turbodúchadlo tak odoberá viac kinetickej energie prúdiacim spalinám, čím brzdí ich rýchlosť prúdenia. V princípe je tento spôsob podobný klapke vo výfukovom potrubí, avšak s plynulejším nábehom a presnejšou reguláciou.
• Zvýšením iných odporov motora, napr. aktivovanie maximálnych otáčok ventilátora chladenia, zvýšenie odporu alternátora pomocou zvýšeného odberu prúdu – dobíjanie akumulátora alebo zvýšením otáčok čerpadla chladiacej kvapaliny a podobne.

Najlepšieho účinku motorovej brzdy sa dosahuje pri vyšších otáčkach motora. V starších vozidlách je toto pásmo označené modrou farbou, aby vodič vhodne podradil a dostal motor do požadovaných otáčok. V praxi sa používa kombinácia viacerých spôsobov, to znamená dekompresná brzda kombinovaná so zmenou časovania výfukových ventilov, variabilným turbodúchadlom, klapkou vo výfuku atď. Z dôvodu rozdielnosti adhéznych podmienok a hroziaceho rizika šmyku hnacích kolies je potrebné ovládať motorovú brzdu v niekoľkých stupňoch alebo plynule. V moderných vozidlách sa o reguláciu účinku motorovej brzdy stará riadiaca elektronika. Hodnota brzdného účinku kombinovanej motorovej brzdy sa pohybuje až okolo dvoch tretín maximálneho výkonu motora pre dopredný pohyb.