Conosci il trapano del tuo autista quotidiano. Premi l’acceleratore, l’acceleratore si apre, il motore aspira aria e acceleri. Togli il piede, l’acceleratore si chiude, si crea il vuoto e procedi per inerzia. È fisica semplice. Se raggiungi una pendenza ripida, potresti scalare la marcia per mantenere alti i giri e risparmiare le pastiglie dei freni. Funziona bene per due tonnellate di alluminio e vetro.
Provatelo con un trattore da ottantamila libbre. Non funziona
La frenata regolare in un semirimorchio è un incubo termico. L’attrito continuo trasforma i tamburi dei freni in proiettili roventi. Anche se si passa a una marcia più bassa, la resistenza naturale del motore non è sufficiente per controllare tre tonnellate e mezzo di slancio in una lunga discesa. Hai bisogno di un approccio diverso. È necessario trasformare il motore diesel stesso in un freno.
La meccanica di un sistema di rilascio-compressione
Per capire come funziona, devi guardare cosa fa effettivamente un motore diesel. A differenza dei motori a benzina che limitano il flusso d’aria, i diesel aspirano aria illimitata. L’iniettore si attiva, la compressione accende il carburante e i gas in espansione spingono il pistone verso il basso. Quella corsa verso il basso fornisce potenza alle ruote.
Un freno motore ribalta questo processo. Non riduce il carburante al minimo. Mantiene aperta la presa d’aria ma modifica la fasatura della valvola di scarico. Quando il pistone raggiunge la fine della sua corsa, invece di trattenere l’aria compressa per spingerla indietro e creare potenza, il motore apre anticipatamente la valvola di scarico.
Il pistone spinge l’aria compressa fuori dalla valvola di scarico nella parte superiore del cilindro e rallenta efficacemente l’attrezzatura.
Questo è il freno a rilascio di compressione. L’autista preme un interruttore nella cabina. Questo attiva un meccanismo, solitamente tramite bilancieri o seguicamma, che forza l’apertura delle valvole di scarico durante la corsa di compressione. Il cilindro si riempie d’aria. Il pistone cerca di comprimerlo. Quindi, prima che l’energia possa essere trasferita nuovamente all’albero motore, la valvola si apre. L’aria compressa fa uscire lo scarico.
L’energia che avrebbe spinto il pistone verso il basso e accelerato il camion si perde nell’atmosfera. Il motore diventa un’enorme pompa d’aria. Il conducente deve lavorare sodo solo per far girare l’albero motore contro quella resistenza. Quella resistenza è la forza frenante. È enorme. È coerente. E non genera quasi alcun calore nei freni di servizio.
Perché i freni sullo scarico non sono sufficienti
Potresti sentire “freno di scarico” e “freno motore” usati in modo intercambiabile da persone che non conoscono la differenza. Hanno torto.
Un freno allo scarico è una semplice valvola a farfalla montata nel tubo di scarico. Si chiude per creare contropressione. Il motore deve lavorare di più per spingere i gas di scarico fuori da quel piccolo foro. Aiuta. È meglio di niente. È economico da installare. Ma non è un sistema di compressione-rilascio.
Su una pendenza di quarantacinque gradi a pieno carico, un freno allo scarico ti impedirà di accelerare. Non ti rallenterà fino a raggiungere una velocità sicura. Un freno motore a rilascio di compressione modifica la meccanica interna del motore per dissipare l’energia cinetica. Fornisce la potenza frenante che un freno motore semplicemente non può eguagliare.
Il costo di ignorare la fisica
I sistemi falliscono. Gli automobilisti commettono errori. E la gravità non si preoccupa della tua lista di attrezzature.
Nell’agosto 2008, un semi
