هر سیستمی که بتواند بجز ترمز اصلی ماشین از سرعت ماشین بکاهد ریتاردر نام دارد. در امریکا اصطلاحاً به ریتاردر موتور Jake Brake هم می گویند.

ترمزهای کمکی امروزه به طور گسترده در کامیونها مورد استفاده قرار می گیرد و ایمنی فزاینده ای را در کنار سیستم ترمز اصلی ارائه میدهد، اما این ایمنی در صورتی فراهم میشود که راننده آگاهی کامل نسبت به نحوه کار کردن با این مجموعه را داشته باشد. ترمز کمکی به طور کلی به راهکارهایی اطلاق میشود که در کنار ترمز اصلی وسیله نقلیه و با هدف اصلی کاهش استهلاک لنت های ترمز و خنک ماندن لنت در سراشیبی طراحی و نصب میشوند.

از این مجموعه به طور خاص میتوان به ریتاردر یا ترمز موتور اشاره کرد. ریتاردرهای نصب شده در کامیونها عموماً هیدرولیکی هستند و در پشت گیربکس مورد استفاده قرار میگیرند، ترمزهای موتور هم با عملکردی همچون مسدود کردن خروجی اگزوز (خفه کن)، قطع جریان سوخت رسانی و باز شدن سوپاپ تخلیه در مرحله تراکم شناخته میشوند.

ویدیوهای تشریح عملکرد چند نوع ریتاردر متداول

همچنین در نظر داشته باشید که اینتاردر ( ریتاردر یکپارچه با گیربکس یا  Integration Retarder ) نامی است که شرکت ZF از سال ۱۹۹۲ میلادی بر روی سه نسل از ریتاردهای ساخت خودش تا به امروز می‌نهد و دستگاه متفاوتی از ریتاردر نیست. با این تفاوت که شرکت ZF تنها به ساخت ریتاردر یکپارچه به انتهای گیربکس اکتفا میکند اما در نقطه مقابل شرکت فویت طیف وسیع تری از ریتاردهای آبی، روغنی و آهنربایی را تولید میکند.

باید مد نظر داشت که اثر بازدارنده ترمز کمکی فقط روی محور دیفرانسیل (محرک) اعمال خواهد شد و دیگر محورها هیچ گونه نیروی بازدارنده ای دریافت نخواهند کرد. این عملکرد برای مواقعی که وسیله نقلیه کامیون بدون یدک ( کامیون باری ) یا اتوبوس باشد بسیار متفاوت عمل خواهد کرد تا زمانی که وسیله نقلیه کشنده یا همان تریلر باشد.

زمانی که یک تریلر در حال حرکت اقدام به استفاده از ترمز کمکی بکند تنها روی محور دیفرانسیل ترمز اعمال خواهد شد و محورهای تریلر کماکان تمایل به حفظ حرکت خود را دارند. در نتیجه خطر قیچی شدن تریلر به وجود میآید، این موضوع زمانی که تریلر خالی از بار باشد، سرعت بالایی داشته باشد، جاده شیب تندی داشته باشد و مهم‌تر از همه اصطکاک با جاده بسیار کم باشد افزایش خواهد یافت. ( جاده های لغزنده و جاده های شنی اصطکاک کمی دارند )

با این تعریف حرکت با دنده های سبک و سرعت های بالا در سراشیبی صرف استفاده از ریتاردر یا ترمز موتور توجیه علمی ندارد و بهترین حالت برای حرکت در سراشیبی استفاده از دنده مناسب و سرعت مطمئنه در کنار استفاده از ریتاردر است. در کنار رعایت شرایط ایمن در سراشیبی بهتر است از ریتاردر استفاده کنید تا لنت ها برای مواقع اضطراری خنک بمانند.

در شرایط عادی جاده ( جاده های صاف و هموار ) و سرعتهای بالا سعی کنید در استفاده از ریتاردر دقت لازم را داشته باشید. با در نظر گرفتن اصطکاک جاده سعی کنید از ترمز اصلی کامیون و ریتاردر همزمان استفاده کنید، راننده حرفه‌ای راننده ای است که به کمک اصطکاک جاده کامیون را متوقف کند نه با ترمزهای شدید، بنابراین به شکلی رانندگی کنید که نیاز به ترمزهای شدید و ناگهانی نداشته باشید.

برای رفع نقص اثر ترمز ریتاردر بر روی یک بخش کامیون، شرکت های سازنده سیستم های ایمنی خودرو مجموعه ای ارائه میدهند که پایداری تریلر را در چنین مواقعی بهبود ببخشد، این سیستم شتاب جانبی و عرضی تریلر را محاسبه میکند و در صورت انحراف تریلر برای قیچی شدن فقط ترمزهای اصلی تریلر را فعال میکند. لازم به ذکر است که سازندگان سیستم های پایداری تریلر توصیه میکنند که وجود این سیستم ها دلیل عدم رعایت اصول ایمنی از سوی راننده نیست و در هر حال راننده باید در شرایط مناسب و سرعت مناسب که در بالا شرح داده شد از ترمز کمکی استفاده کند.

برای نمونه میتوان از RSP ساخت شرکت وابکو، سیستم RSS ساخت Knorr-Bremse ، و سیستمROP ساخت Haldex نام برد که در ایران فقط تانکرهای حمل مواد نفتی جدید به این سیستم ها مجهز هستند. لازم به توضیح است که سیستم کنترل پایداری تریلر مستقل از ABS و EBS عمل میکند و ارتباطی به کنترل پایداری کشنده ندارد. برای کنترل پایداری کشنده باید کشنده به سیستم ESP مجهز باشد که متاسفانه در ایران کامیون یا کشنده ای با این سیستم فروخته نشده است. اما به طور معمول در تریلرهای مجهز به EBS سیستم پایداری به صورت یکپارچه ارائه میشود. ( برای آشنایی باEBS اینجا را بخوانید )

مورد دیگر که باید مورد توجه قرار گیرد استفاده از دور موتور بالا هنگام استفاده از ریتاردر است، دور موتور بالا با افزایش کارکرد واتر پمپ به خنک شدن بهتر روغن ریتاردر منجر میشود و همچنین راننده را به استفاده از دنده های سنگین تر ترغیب میکند. انتهای محدوده سبز رنگ و ابتدای محدوده قرمز رنگ( محدوده مشکی رنگ در کامیونهای ولوو)، دور موتور بالاتر از ۱۶۰۰ دور در دقیقه ( ریتاردهای ZF ) و دور موتور بالاتر از ۱۸۰۰ در ریتاردهای فویت به طور نسبی دور بالا در نظر گرفته میشود. ( در صورت بالا رفتن دمای روغن ریتاردر، توانایی آن کاهش خواهد یافت ) ( به صورت استاندارد بالا رفتن دور موتور بدون فشردن پدال گاز و استفاده از ریتاردر باعث افزایش مصرف سوخت نخواهد داشت )

آنچه نوشته شد مختص تریلرها بود، اما مواردی هم هست که بین تمام وسایل نقلیه مجهز به ترمز کمکی مشترک است و باید توسط راننده مورد توجه قرار گیرد. همان طور که گفته شد اثر ترمز کمکی تنها روی محور دیفرانسیل است و در نتیجه امکان قفل شدن این محور در صورت استفاده شدید یا مداوم وجود دارد. برای رفع این نقیصه وسایل نقلیه ای که مجهز به سیستم ABS هستند تا حد زیادی امکان قفل شدن چرخ هایشان وجود ندارد.

لازم به یادآوری است که هدف اصلی طراحی ترمز کمکی استفاده در سراشیبی هاست تا با خنک نگه داشتن لنت های ترمز ایمنی بالایی برای راننده به ارمغان بیاورد، در شرایط جوی لغزنده به دلیل اصطکاک کم تایرها با جاده به هیچ عنوان نباید از ترمز کمکی استفاده شود.

ریتاردرهای نصب شده بر روی کامیونهای باربری در سه دسته هیدرولیکی یا روغنی، آبی و آهن ربایی دسته بندی میشوند، نمونه‌های روغنی از روغن هیدورلیک بهره میبرند که مطمئناً در آینده نه چندان دور به دلیل هزینه‌ مواد مصرفی و نیاز به نگهداری و سرویس جای خود را به نمونه‌های آبی خواهند داد. نمونه‌های آبی از آب موتور استفاده میکنند و نمونه‌های آهن ربایی هم از نیروی آهن ربا و باد کامیون استفاده میکنند.

ریتاردهای روغنی به طور عمده توسط دو شرکت ZF و Voith طراحی و ساخته میشوند.ریتاردهای ZF با نام اختصاصی اینتاردر یا ریتاردر یکپارچه عرضه می‌شوند ( Integrated Retarder )، این ریتاردها در روغن مصرفی با گیربکس کامیون شریک هستند، اما ریتاردهای شرکت فویت از سیستم تأمین روغن مستقل بهره میبرند. به طور نسبی کامیونهایی که از گیربکس های ساخت ZF استفاده میکنند به اینتاردر مجهز می‌شوند و سایر شرکتهایی که گیربکسهای مختص به خودشان را دارند از ریتاردهای ساخت فویت بهره میبرند.

ریتاردرهای روغنی و آبی که عموماً پشت گیربکس یا جلوی موتور ( فقط آبی ) تعبیه می‌شوند برای اعمال ترمز از اصل Hydro Dynamic ( هیدرودینامیک ، تلفظ فارسی )بهره میبرند. این دسته از ریتاردرها از اجزایی همچون پروانه ثابت یا استاتور، پروانه محرک یا روتور، پمپ روغن، خنک کننده روغن و سایر اتصالات بهره می برند. روتور توسط یک‌ دنده به شافت خروجی گیربکس و ورودی میل گاردان متصل است، برای چرخش نیروی زیادی از موتور هدر نمی‌دهد و دائم در حال حرکت است. در مقابل روتور، استاتور یا پره ثابت قرار دارد که به بدنه ریتاردر ثابت شده است، در مواقع فعال شدن ریتاردر روغن توسط پمپ ریتاردر که عموماً توسط نیروی باد فعال میشود وارد محفظه پره ها میشود.پره های روتور که با اتصال مستقیم به خروجی گیربکس دائم در حال گردش هستند مجبور هستند یا روغن را شتاب داده و به سمت مخالف یعنی استاتور هدایت کنند یا اینکه در برابر فشار روغن از حرکت باز ایستند.

بدون شک با توجه به نیروی جنبشی وسیله نقلیه چرخش روتور اتفاق خواهد افتاد و در نتیجه آن روغن شتاب گرفته و از قطر داخلی روتور به قطر خارجی روتور هدایت می‌شود و در ادامه به سوی استاتور پرتاب میشود. هدایت روغن به سوی پره های استاتور و زوایه تنظیم شده آنها باعث میشود مجدداً روغن به زاویه داخلی پره های روتور ( نقطه اول )برگشت داده شود، در این پروسه روتور به یک پمپ روغن تبدیل میشود که میبایستی نیروی جنبشی وسیله نقلیه را صرف به حرکت درآوردن روغنی کند که دائماً به نقطه اول( قطر داخلی ) برگشت داده میشود، این موضوع باعث هدر رفت توانایی حرکتی کامیون می‌شود و در نتیجه اعمال ترمز صورت میپذیرد.

هر چه روغن بیشتری وارد محفظه پره ها شود فشار بیشتری بر روی روتور متحمل می‌شود و در نتیجه ترمز بیشتری اعمال می‌شود که راننده با استفاده از دسته ریتاردر این عمل را انجام میدهد، در این پروسه روغن داغ می‌شود و کارایی بازدارنده خود را از دست میدهد، بنابراین به محفظه خنک کننده پشت ریتاردر منتقل میشود. در این محفظه آب خنک موتور جریان دارد که توسط واتر پمپ در گردش است، به همین دلیل توصیه می‌شود در کامیونهای مجهز به ریتاردر روغنی یا آبی با دور بالای توصیه شده سراشیبی را طی کنید تا با کارکرد بهتر واترپمپ روغن بهتر خنک شود.

در ریتاردرهای آبی و بی‌نیاز از نگهداری به جای استفاده از روغن هیدورلیک، از آب موتور برای کارکرد دو پروانه ثابت و متحرک استفاده میشود. نخستین ریتاردر آبی توسط شرکت فویت با نام آکواتاردر یا Aquatarder عرضه شد که در بخش جلویی موتور و روی پولی میل لنگ نصب می‌شود و شبیه ریتاردهای روغنی اعمال ترمز توسط قاعده هیدرودینامیک صورت می پذیرد. در حال حاضر کامیونهای شرکت مان مجهز به موتور D20 از این ریتاردر بهره میبرند، این نوع ریتاردها باعث گرم ماندن آب در سراشیبی می‌شوند که نتیجه مثبتی برای کارکرد متعادل موتور در بر خواهد داشت، نیازی به سرویس و نگهداری یا ماده مصرفی جز آب موتور ندارند و مهم‌تر اینکه آب مصرفی را هر جایی میتوان یافت، دور بالای موتور برای کارکرد واتر پمپ و خنک کاری توصیه میشود.

برای گرم کردن موتور سرد میتوانید دسته ریتاردر آبی را تا آخرین مرحله فعال کرده تا با کارکرد ریتاردر آب موتور گرم شود، این مورد میتواند دمای آب موتور را به حد نرمال برساند.نوع دیگر ریتاردر آبی که توسط شرکت فویت عرضه شده است در پشت گیربکس نصب می‌شود و برای کامیونهای سنگین‌تر همچون آکتروس MP4 تعبیه شده است، عدم نیاز به نگهداری، نداشتن ماده مصرفی، نرمال نگهداشتن دمای آب موتور و وزن سبک در کنار قدرت فوق‌العاده از مزایای این ریتاردر نسبت به نمونه‌های روغنی قلمداد میشود.

ریتاردرها اگر در مسیر انتقال قدرت نصب شوند Inline یا درون خطی نامیده میشوند، اگر در کنار مسیر انتقال قدرت نصب شوند OffLine یا خارج خطی نامیده میشوند. به طور مثال آکواتاردرهای نصب شده در جلوی موتور نوعی ریتاردر این لاین هستند و نمونه‌های هیدرولیکی و آبی که پشت گیربکس و کنار میل گاردان نصب می‌شوند آفلاین هستند.اگر ریتاردر بعد از گیربکس نصب شود چون مابین مولد قدرت و اکسل نصب شده است ثانویه یا Secondary نامیده می‌شود و اگر در جلوی موتور نصب شود Primary یا اولیه نامیده میشود. نوعی دیگر از ریتاردها توسط خاصیت آهن ربایی خودشان اعمال ترمز میکنند که برای کامیونهای ۷ تا ۱۶٫۵ تن تعبیه می‌شوند، در مطالب آینده به بررسی نحوه کار این نوع ریتاردر خواهیم پرداخت.

ریتاردها به طور کلی در مواقع گرفتن کلاج، خلاص کردن دنده و گاز دادن غیرفعال میشوند. 

ریتاردر آبی نصب روی میل لنگ موتور مان	ریتاردر آبی اکتروس MP4 نصب پشت گیربکس

در حالیکه ریتاردرها همیشه مخصوص کامیون و اتوبوس ها بودند که در سرازیری به کمک ترمز آمده و از داغ شدن و بی اثر شدن ترمزها بکاهند در واقع می شود گفت که هنگامیکه یک ماشین 4x4 در دنده یک سنگین از یک سرازیری پرشیب بدون گاز پایین می آید این هم یک نوع ریتاردر است که به ترمزها فشار نیاید.

این روزها ماشین های برقی نیز دارای ریتاردر شده اند. شما در ماشین تسلا با گاز هم می توانید گاز بدهید و هم ترمز کنید! هنگامیکه پای خود را ناگهان از روی گاز برمی دارید چون گردش خلاص چرخ باعث شارژ شدن باطری می شود این حالت ماشین را به حالت ترمز درمی آورد و شما در یک ماشین مثل تسلا اکثراً ترمزهای خود را با برداشتن پا از روی گاز انجام می دهید و فقط برای توقف کامل از ترمز استفاده می نمایید. این نیز یک مزیت دیگر در بعضي ماشین های الکتریکی است که نه تنها تعویض روغن ندارد بلکه ترمزهای آن هم دوام بیشتری خواهند داشت.

حال برگردیم به بحث اتوبوس و کامیون. گفتیم که هر چیزی که بتواند به جای ترمز عمل کرده و از سرعت ماشین بکاهد یک ریتاردر است. سیستمی را تجسم کنید که بر روی موتور دیزل کامیون یا اتوبوس نصب است که هربار که پیستون در حال حرکت نهایی به طرف بالا برای انفجار گازوییل باشد در آخرین لحظه سوپاپ دود موتور را باز کند که این هوای فشرده منفجر نشود و گازوییل پودر شده را به اگزوز بفرستد (گاه علت انفجار در اگزوز یا Back Fire همین مسئله می باشد).

ریتاردرهای موتور معمولاً پرسرو صدا هستند و در ایالات مختلف امریکا قوانینی برای آنها وجود دارد. بعضی از این قوانین مثلاً در ایالت کوهستانی کلرادو به کامیون و اتوبوس بدون ریتاردر اجازه تردد نمی دهد و بعضی استفاده از ریتاردر را در شهرها بخاطر صداي زياد ممنوع می کنند و بعضی اگزوز جداگانه ای بابت ریتاردر موتور می خواهند.

خود گاز ندادن در دنده سنگین در سرازیری نیز یک نوع ریتاردر است ولی تأثیر آن برای یک تریلی با 40 تن بار آنقدر زیاد نیست که به ترمز احتیاجی نباشد.

ریتاردر می تواند خفه کن اگزوز باشد به این معنی که سوپاپی جلوی هوای خروجی اگزوز را بگیرد. اگر کسی جلوی دهان شما را بگیرد و نگذارد که ریه خود را تخلیه کنید دیگر نمی توانید نفس هم بکشید و این روشی است که ریتاردر اگزوز سرعت شما را کم می کند. می توانید تجسم کنید که داشتن یک اگزوز خوب و زنگ نزده برای این کار ضروری است.

نوع دیگر ریتاردر مدلی است که بر روی میل گاردان نصب می شود. یک الکتروموتور را در نظر بگیرید که شفت میانی آن میل گاردان ماشین شما باشد. حالا اگر جریان برقی را موافق جریان گردش میل گاردان به آن بدهید این میل گاردان می تواند حتی سرعت بیشتری بگیرد ولی اگر جریان برق را برعکس کنید این الکتروموتور می خواهد شفت را متوقف و در جهت عکس بچرخاند. همین می شود یک عمل ترمزی. حالا شکل و شمایل این الکتروموتور هرچه باشد ایده همین است. فرض کنید که این الکتروموتور در جوار میل گاردان باشد ولی دو چرخ دنده اینها را به هم وصل کرده باشد.

مدل چهارم ریتاردرهای هیدرولیکی است که می تواند جزئی از اکسل، میل گاردان یا جعبه دنده باشد.

این نوع ریتاردر از همه ریتاردرها مؤثرتر می باشند و مقام بعدی متعلق به ریتاردر موتور و مقام سوم متعلق به ریتاردر اگزوز و بعد ریتاردر میل گاردان می باشند.

نحوه کار یک ریتاردر هیدرولیکی را می توان به زبان ساده اینطور تشریح کرد که فکر کنید یک بشکه روغن خالی دارید و یک پروانه با چندین پره که طوری نصب شده که در این بشکه می تواند حول محوری به راحتی بچرخد. این پروانه به نوعی با قسمت های گردنده ماشین درگیر است یعنی اگر این پروانه بچرخد ماشین راه می رود اگر نچرخد ماشین راه نمی رود. حالا به میزان احتیاج در داخل این بشکه روغن بریزید و تعداد این پروانه ها را از پایین تا بالای بشکه به چندین تا برسانید. ناگهان گردش پروانه کند می شود و هرچه روغن در بشکه پرتر و غليظ تر باشد  این گردش بعلت درگیری پروانه های بیشتر کندتر می شود نیروی گردشی کند کننده تبدیل به حرارت می شود و این بشکه از خود حرارت زیادی را بیرون می دهد. حالا برای مشکل تر کردن کار در دیواره داخلی بشکه موانعی جوش بدهید که جلوی گردش آزاد روغن را بگیرد چون روغن مرتب به این موانع خورده و از حرکت آزاد باز می ماند. حالا برای این دو قطعه یک نام تعریف کنید. بشکه را چون ثابت است استاتور بنامید و پروانه را چون می گردد روتور بخوانید. اساس کار ریتاردر هیدرولیکی همین است.

باید توجه داشت که ریتاردرها فقط سرعت ماشین را کم می کنند و عموماً هرچه دور موتور بیشتر باشد کارآیی آنها نیز بیشتر است و هرچه  دور موتور  کم بشود کارآیی آنها نیز کم خواهد شد و هیچگاه باعث توقف کامل ماشین نخواهند شد و در دنده خلاص هم كار نميكنند.

از نظر نحوه کار ریتاردرها می توانند یک تکمه برقی باشند یا یک اهرم دستی یا به گاز وصل باشند که هربار که گاز را ول می کنید خودبخود درگیر بشود و میزان درگیری را با یک وسیله دیگر مانند یک اهرم تعریف کنید که می خواهید هربار که پا را از روی گاز برمی دارید ریتاردر چقدر درگیر بشود. همچنین ریتاردر می تواند به ترمز وصل باشد و یا حتی پدال جداگانه ای داشته باشد. ریتاردر می تواند چند مرحله ای باشد. در مثال بشکه فکر کنید که از پایین تا بالای بشکه شما چهار ردیف پروانه داشته باشید و اگر در بشکه کم روغن بریزید فقط پروانه پایینی درگیر می شود و هرچه روغن را بیشتر کنید تعداد پروانه های درگیر و مقاومت بیشتر می شود. این می تواند یک ریتاردر چهارمرحله ای باشد. در مرحله چهارم هر چهار پروانه درگیر هستند و چرخاندن این روغن در بشکه توسط پروانه ها به زحمت صورت می گیرد. همچنین پروانه می تواند مانند یک علامت + باشد که از بالا تا پائین بشکه ادامه دارد و میزان روغن در واقع درجات استفاده از ریتاردر است.

عده ای از سر تجربه عقیده دارند که ریتاردر در ترمز اورژانسی هم بسیار موثر است و عده ای از روی تئوری می گویند که خیر.

به همین دلیل تستی با یک اتوبوس اسکانیا انجام شد.

در این تست معلوم شد که در واقع دنده معکوس و در نتیجه آن ازدیاد دور موتور که کمک به قوی تر شدن بوستر ترمز می کند بیشترین اثر را روی کم کردن سرعت در ترمز اورژانسی دارند و ریتاردر در مقام آخر معهذا همان چند صدم ثانیه زودتر ایستادن ممکن است فرق زیر کردن یا نکردن یک رهگذر در عرض خیابان باشد.

این تست به ما نشان داد که حتی در دنده خلاص بشرط دارا بودن ترمز ABS گاز دادن هنگام ترمز کردن که دور موتور را بالا برده و بوستر ترمز را تقویت می کند می تواند ماشین را سریعتر متوقف کند.

جدول انجام تست با اتوبوس اسكانيا مجهز به ABS به شرح زیر است:

 از تست اول به دوم فقط گاز حین ترمز را اضافه کرده ایم که اوضاع 0.4 ثانیه بهتر شد.

 سپس در تست سوم دنده معکوس خود دور را بالا برده و بوستر را به اندازه 0.30 ثانیه تقویت کرد.

 در تست چهارم ریتاردر هم درگیر شده که نتیجه را 0.20 ثانیه بهتر کرد.

 البته باید اضافه کنم که در مسابقات اتومبیلرانی از دنده معکوس برای ترمز کردن استفاده نمی شود ولی برای آماده بودن برای گاز بعدی و خروج از پیچ استفاده می شود و همین دنده معکوس دور موتور را هم بالا می برد که باعث بهتر شدن ترمز می گردد.

اين تست نشان داد كه راننده اتوبوس يا كاميون بايد از همه امكانات براي توقف سريع استفاده كند مگر در سطوح لغزنده ، ريتاردر و ترمز هردو امكان ليز خوردن را ميدهند.

سایت مهندس فرهاد کاشانی
نشریه سلطان جاده
ویکیپدیا