ریتاردر و اینتاردر در خودروهای سنگین به چه معناست؟

این روزها در لیست امکانات فنی و رفاهی اکثر خودروهای سنگین می‌توان اسم ترمز موتوری و یا ترمز کمکی از نوع ریتاردر و یا اینتاردر را دید. سیستم‌هایی که برای کمک به کاهش سرعت و توقف خودروهای سنگین و برای کمک به سیستم ترمز اصلی و افزایش ایمنی توقفی این خودروها نصب می‌شوند و کمک بسیار بزرگی به سیستم ترمز اصلی خودرو و راننده می‌کنند.  

از دیگر سیستم‌های ترمز کمکی در خودروهای تجری، سیستم ترمز کمکی مگنتی یا ریتاردر برقی است. این سیستم نسبت به دیگر نمونه‌های ریتاردر و اینتاردر به صورت بسیار کمتری دیده می‌شود. اما یکی از مزایای آن، سادگی سیستم در کنار تعمیر و نگهداری ساده آن هست. ضمن اینکه این سیستم را یم توان روی هر خودرویی حتی خودروهای غیرتجاری دارای گاردان نیز نصب کرد. به همین علت هم در سایز و اندازه‌های مختلفی برای تناژهای مختلف خودرویی ساخته می‌شود.

ریتادر الکتریکی یا اصطلاحاً مگنت در مسیر گاردان نصب می‌شود و با وجود نیروی بسیار بالای تولیدی اما استفاده کمتری دارد. یک نوع از این ریتاردر الکتریکی از مجموعه‌ای شامل یک سیم‌پیچ که با گاردان، تشکیل یک موتور الکتریکی را می‌دهند، ساخته شده است. در زمان نیاز با فرستادن جریان برق از سمت باطری‌ها به این موتور الکتریکی، نیرویی خلاف جهت چرخش معمول گاردان ایجاد می‌شود که همین نیروهای مخالف باعث کاهش ناگهانی سرعت می‌شوند.

اما نوع دیگری از ریتاردر مگنتی که بسیار بیشتر استفاده می‌شود، با کمک لنت‌های ترمزی هست. یک دیسک بزرگ با پره‌هایی برای خنک‌شدن، جلوی چندین لنت ترمز قرار دارد و گاردان روی این دیسک قرار می‌گیرد. این سازه شبیه به ترمزدستی روی گاردان خودروهای شاسی‌بلند است. با مگنتی شدن این سازه، دیسک با لنت‌های ترمز درگیر می‌شود و از سرعت خودرو می‌کاهد.

می‌توان گفت که ساده‌ترین و البته کم‌توان‌ترین سیستم ترمز کمکی، خفه کن اگزوز یا ترمز اگزوز است. این سیستم در خودروهای تجاری وجود دارد و از آن برای کاهش سرعت نیز استفاده می‌شود. اما توان این سیستم هرچند برای خودروهای تجاری سبک کافی است؛ اما برای تجاری‌های میان‌وزن و سنگین‌وزن بالا نیست و از طرفی، سیستم بسیار ساده‌تری نیز در مقایسه با ریتاردر و اینتاردر محسوب می‌شود.

خفه کن‌ها یا ترمز اگزوز نیز در واقع نوعی از ریتاردرها هستند. اساس کار خفه کن‌های اگزوز بسیار ساده است و آن هم جلوگیری از خروج دود و مختل کردن چرخه تنفسی موتور است. به این صورت که با فعال‌کردن این سیستم، یک قطعه فلزی در راه اگزوز از خروج دود موتور جلوگیری می‌کند و به این ترتیب از دورگیری موتور کاسته می‌شود. اما خفه کن اگزوز سیستم چندان توانایی برای کامیون‌ها و کشنده‌ها نیست و نمی‌توان به آن در مواقعی که خودرو تحت فشار زیادی قرار دارد، اعتماد کرد. در برخی از سیستم‌های ترمز اگزوز از روش‌های جانبی دیگری نیز برای تکمیل عملکرد این سیستم استفاده می‌شود. برای این کار، تزریق سوخت به سیلندرها نیز متوقف می‌شود تا در کنار بسته‌شدن راه تنفس موتور و ایجاد فشار با پیستون‌ها و در نهایت کاهش سرعت خودرو، حتی از وقوع انفجار و ایجاد گشتاور و توان در سیلندرها نیز جلوگیری شود.

امروزه در اکثر خودروهای تجاری سنگین و حتی میان‌وزن‌ها، می‌توان ترمز موتوری را دید که به آن ریتاردر موتور هم گفته می‌شود. این سیستم بر اساس ایجاد اختلال در چرخه احتراق کار می‌کند تا در جایی که نیاز است، به جای داشتن احتراق و انفجار و در نتیجه آزادکردن انرژی سوخت، موتور خودرو از احتراق بیفتد و یک ترمز موتوری ایجاد شود.

این سیستم ساخته و پرداخته شرکت جاکوب است و با اینکه در بسیاری از شرکت‌های تجاری ساز دنیا با نام‌های گوناگونی وجود دارد، اما به خاطر اینکه اساس و ساختار اصلی این سیستم یکی و ثابت است، بسیاری هنوز آن را به نام jake brake که به معنی ترمز جاکوب است، می‌شناسند.

اساس کار یک سیکل احتراق دیزل را در نظر بگیریم. این سیکل مثل سیکل احتراق بنزین بوده و تنها تفاوت آنها در نبود سیستم جرقه‌زنی است. به این معنی که هوا توسط پیستون مکش شده و از طریق سوپاپ هوا وارد سیلندر می‌شود. سپس پیستون دوباره به بالا حرکت کرده و هوای داخل سیلندر را فشرده می‌کند تا به حدی از داغ‌شدن برسد که با پاشش سوخت گازوئیل روی آن، احتراق صورت بگیرد. پاشش گازوئیل در نقطه مرگ بالا انجام می‌شود و سپس با احتراق هوا و گازوئیل، انرژی آزاد شده از گازوئیل، پیستون را به سمت پایین پرتاب می‌کند.

حالا فرض کنیم که درست در مرحله دوم از احتراق و قبل از رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا و پاشش گازوئیل، یک سوپاپ اضافه که برای سیستم ترمز جاکوب است یا همان سوپاپ دود، باز می‌شود و هوای فشرده شده را به بیرون هدایت می‌کند. این کار باعث می‌شود تا هم از این سیکل هیچ انرژی آزاد نشود و هم به خاطر فشرده‌سازی هوا توسط پیستون بدون آزادسازی انرژی، یک کار اضافه روی پیستون صورت گیرد که منجر به کاهش سرعت آن و در نهایت، کاهش دور موتور و ترمزگیری شود.

این سیستم به خاطر نحوه کارکردش، دارای صدای خاص و بلندی در زمان استفاده هست که همین قضیه باعث شده تا در برخی از مناطق شهری در بعضی از کشورها، استفاده از این ترمز ممنوع باشد. سیستم ترمز جاکوب یکی از ساده‌ترین و محبوب‌ترین سیستم‌های ترمز موتوری در کامیون‌های آمریکایی است که هنوز هم روی بسیاری از موتورهای دیزل دنیا، پیاده‌سازی می‌شود.

همان طور که گفته شد، ریتاردر در خودروهای سنگین به طور کلی به معنی کاهش سرعت و توان موتور است و این سیستم می‌تواند به چندین شکل باشد. اما از شناخته‌شده‌ترین و محبوب‌ترین این ریتاردرها که به آن ریتاردر گیربکسی نیز گفته می‌شود و در بعضی مواقع به‌اشتباه، اینتاردر هم نامیده می‌شود، ریتاردرهای هیدرولیکی است. در واقع باید بدانیم که این ریتاردرهای هیدرولیکی اگر در داخل گیربکس قرار داشته باشند و از همان روغن گیربکس استفاده کنند، به نام اینتاردر نیز شناخته می‌شوند. اما امروزه در برخی از گیربکس‌ها، این سیستم در کنار گیربکس، حتی پشت گیربکس و خارج از بدنه گیربکس قرار دارد که بهتر است به آن ریتاردر بگوییم.

اساس کار این سیستم بر اساس نیروی هیدرولیک است و عملکردی شبیه به توربین در گیربکس‌های اتوماتیک ماشین‌ها دارد. فرض کنیم در یک مجموعه، توربینی داریم که روتور آن با محور گاردان و میل‌لنگ می‌چرخد و یک بخش ثابت یا استاتور نیز دارد. کار انتقال قدرت در این توربین مثل توربین خودروهای اتوماتیک، با کمک روغن است و چون حین استفاده از ریتاردر هیدرولیکی، دمای روغن بسیار بالا می‌رود، این بخش و روغن آن به وسیله آب‌خنک می‌شود. یک طرف توربین با محور اصلی در ارتباط است و با آن می‌چرخد. اما طرف دیگر ثابت است. وقتی که راننده از ریتاردر استفاده می‌کند، روغن به وسیله فشار باد یا یک پمپ به داخل پره‌های ریتاردر هیدرولیکی فرستاده می‌شود. این روغن باعث درگیری بخش متحرک و ثابت این ریتاردر می‌شود و به این ترتیب، سرعت دورانی روتور را کم می‌کند.

قدرت ریتاردرهای هیدرولیکی بسیار بالاست و به همین خاطر هم بهترین نیروی کمکی برای ترمز ماشین‌های سنگین محسوب می‌شود. استهلاک این سیستم پایین است و در مدل‌هایی که خارج از بدنه گیربکس قرار دارند، به خاطر جدا بودن سیستم روغن ریتاردر از گیربکس، فرسودگی روغن گیربکس و داغ‌کردن آن هم کمتر است.