A maioria dos motoristas pensa nos freios como o sistema que para o carro. Isso é apenas metade da história. A outra metade acontece dentro do cilindro do motor, onde a energia cinética é convertida em calor por meio da compressão. Esse mecanismo é conhecido como freio motor de liberação de compressão, geralmente chamado de freio Jake em homenagem à Jacobs Vehicle Systems, a empresa que popularizou a tecnologia na década de 1960. Não usa pastilhas de fricção ou rotores. Em vez disso, transforma o próprio motor diesel num compressor de ar.
Como funciona o freio motor de liberação de compressão
O processo começa quando o motorista aciona o sistema de freio. Normalmente, em um ciclo diesel de quatro tempos, a válvula de escape se abre para permitir a saída dos gases de escape à medida que o pistão se move para cima. Este é o fim do golpe de força. Num motor padrão, a válvula de escape permanece fechada durante o curso de compressão. O ar é comprimido, criando uma resistência que realmente ajuda a mover o pistão para frente.
Um freio motor altera essa sequência. Quando ativadas, as válvulas de escape abrem prematuramente. Assim que o pistão atinge o topo do seu curso de compressão, as válvulas de escape se abrem. Isso libera o ar comprimido antes que ele possa empurrar o pistão. Mas aqui está o problema. O pistão não para. O impulso do veículo o leva ao escapamento. Agora, o pistão se move para baixo enquanto a válvula de admissão ainda está fechada. Isso cria um vácuo no cilindro.
O pistão tem que trabalhar para puxar o ar de volta durante o próximo curso de admissão. Esta resistência absorve energia do sistema de transmissão. Essa energia é o que desacelera o veículo. O motor não está produzindo energia. Está consumindo para criar arrasto.
Por que veículos pesados precisam disso
Os automóveis de passageiros normalmente não precisam deste nível de intervenção. Sua massa é baixa o suficiente para que os freios de fricção possam suportar a carga sem superaquecer. Os caminhões, porém, são diferentes. Um semirreboque totalmente carregado pode pesar até 80.000 libras. Na descida, a gravidade acelera essa massa. Se o motorista confiar apenas nos freios de fricção, as pastilhas e os rotores superaquecerão. Ocorre o desbotamento do freio. Parar quedas de energia. Isto é perigoso.
Um freio motor reduz a dependência de freios de fricção. Ele mantém os freios de serviço frios e prontos para as paradas finais. Ele também permite que os motoristas mantenham uma velocidade segura e controlada sem pisar na embreagem ou mudar de marcha constantemente. O sistema é mais eficaz em RPMs mais altas. É aí que a força de compressão é mais forte.
O fator ruído
O latido distinto de um freio Jake é sua característica mais famosa. Parecem tiros rápidos. Isso acontece devido à liberação repentina de ar pressurizado no coletor de escapamento. O pulso de exaustão é agudo e alto. Não é o motor ligando; é o ar escapando.
Esse ruído levou a regulamentações. Muitos municípios proibiram ou restringiram o uso de freios de liberação de compressão em determinadas estradas ou durante horários específicos. A preocupação é a poluição sonora em áreas residenciais. Alguns estados exigem sistemas de freio de escape para atenuar o som. Esses sistemas redirecionam os gases de escape através de uma câmara semelhante a um silenciador antes de saírem pelo tubo de escape. Isto amortece o pulso agudo sem reduzir significativamente a eficiência da frenagem.
Integração com freios de fricção
Os freios do motor são complementares. Eles não substituem os freios de fricção. Eles trabalham em conjunto. Quando um motorista aciona o freio motor, os freios de fricção normalmente são desengatados para evitar desgaste desnecessário. No entanto, o sistema permite uma travagem combinada. Se a velocidade cair muito, o freio motor se tornará menos eficaz. Os freios de fricção assumem o controle para parar completamente o veículo.
A interação entre esses sistemas requer habilidade. Um bom driver modula ambos perfeitamente. Eles usam o freio motor para controlar a velocidade nas descidas e aplicam freios de fricção somente quando necessário. Isto preserva os componentes do freio de fricção para emergências. Também melhora a economia de combustível em viagens longas, reduzindo a necessidade de mudanças de marcha.
Variações Modernas
Os motores mais antigos usavam sistemas puramente mecânicos. As árvores de cames operavam diretamente as válvulas de escape por meio de balancins. Os motores diesel modernos são controlados eletronicamente. Sensores monitoram a velocidade, carga e temperatura do motor. A ECU decide exatamente quando abrir as válvulas de escape. Essa precisão melhora o desempenho e reduz o ruído. Alguns sistemas oferecem vários níveis de intensidade de frenagem. Os motoristas podem selecionar configurações baixas, médias ou altas com base nas condições da estrada.
Retardadores elétricos e freios de escape são alternativas. Os freios de escape restringem o fluxo de escape, criando contrapressão. Eles são mais silenciosos, mas menos potentes que os freios de liberação de compressão. Os retardadores elétricos usam campos magnéticos para criar arrasto no eixo de saída da transmissão. Eles são silenciosos, mas caros para instalar. O freio de liberação de compressão continua sendo a opção mais econômica e poderosa para aplicações pesadas.
Segurança e Manutenção
A manutenção adequada é essencial. Sedes de válvula desgastadas ou juntas de cabeçote queimadas podem arruinar a função de liberação de compressão. Se os cilindros não conseguirem reter o ar, o efeito de travagem desaparece. Os motoristas devem ficar atentos às mudanças no som do motor. Um freio Jake mais silencioso pode indicar um problema. Inspeções regulares do trem de válvulas e do sistema de escapamento evitam falhas.
Os regulamentos variam de acordo com a região. Alguns países impõem limites de ruído específicos.
