ترمز‌های غیر‌اصطکاکی
هر وسیله¬ نقلیه¬ در حال حرکتی میزان معینی انرژی جنبشی دارد و ترمزها برای متوقف کردن آن باید این انرژی را از خودرو بگیرند. ترمزها چگونه این کار را انجام می‌دهند؟ شاید اولین جوابی که به ذهن برسد، تبدیل انرژی جنبشی به گرمای حاصل از اصطکاک باشد ولی این جواب، کامل نیست. امروزه از روش¬های دیگری نیز برای متوقف کردن وسیله¬ نقلیه¬ استفاده می¬شود که موضوع موردنظر این مقاله است.
ترمزها به¬طور کلی به دو دسته ترمز‌های اصطکاکی و غیر اصطکاکی تقسیم می‌شوند که ترمز‌های غیر اصطکاکی(کمکی) خود چهار دسته اند: ترمزموتور، ترمزخروجی، ریتاردر هیدرولیکی و ریتاردر الکتریکی. البته در بعضی مواقع هر چهار نوع ترمز را با عنوان ریتاردر-ها می¬شناسند.
ترمزموتور و ترمزخروجی بر مجموعه موتور اعمال تغییر می‌کنند و باعث می‌شوند انرژی تولیدی در محدوده زمانی دلخواه راننده، با درجه تنظیم شده از سوی او کاهش یابد؛ در حالی که ریتاردر هیدرولیکی(هیدرودینامیکی) و ریتاردر الکتریکی(الکترومغناطیسی) بر محور خروجی از گیربکس اعمال تغییر می‌کنند؛ به این صورت که در ریتاردر هیدرولیکی با چرخش روتور پره‌ای در یک سیال، انرژی چرخشی محور خروجی از گیربکس تلف می‌شود. نیروی ترمزگیری به گرما تبدیل و از طریق جریان آب سرد موتور، دفع می‌گردد. حداکثر مقدار ممکن نیروی ترمزگیری به اندازه سیستم سرمایش بستگی دارد. از سوی دیگر چون انرژی در این نوع ریتاردر براثر اصطکاک بین سیال و پره‌ها به گرما تبدیل می‌شود، این نوع ریتاردر جزء ترمز‌های اصطکاکی به شمار می¬¬آید. در ریتاردر الکتریکی کاهش سرعت چرخش محور خروجی از گیربکس با اعمال ایجاد گشتاور مغناطیسی مخالف انجام می‌شود.
1- ترمزموتور
نخستین بار کلایس‌ام‌کامینس بنیانگذار شرکت کامینس‌موتور دریافت که با باز کردن سوپاپ خروجی سیلندر هنگامی که پیستون به نقطه مرگ بالا برسد، نسبت به انتهای مرحله تولید قدرت، هوای فشرده انباشته شده در آن قبل از این که مانند یک فنر پیستون را دوباره برگرداند، می‌تواند خارج شود. ترمزموتور، سوپاپ خروجی دود را قبل از نقطه مرگ بالا باز می‌کند، در نتیجه در تولید قدرت یک اتلاف به وجود می‌آید. هوای فشرده شده در سیلندر در مانیفولد اگزوز آزاد می‌شود و هیچ¬گونه سوختی تزریق نمی‌گردد بنابراین هیچ نیرویی در کورس برگشتی به موتور داده نمی‌شود. موتور به¬عنوان یک کمپرسور هوا عمل می‌کند که با چرخ طیار به حرکت در می‌آید. با این انرژی تلف شده در موتور و خروجی، موتور به جای سیستم ترمز عمل می‌کند. هوای فشرده شده آزاد شده به¬عنوان مشخصه ترمزموتور شناخته می‌شود. ترمزگیری تراکمی اصطلاح دیگر این مکانیسم است. [1]
کارایی بالا هنگامی ممکن می‌شود که ترمز‌موتوری همراه ترمزخروجی استفاده شود. کنترل ترمز‌موتوری معمولا با روشن و خاموش شدن انجام می‌شود، اگرچه بعضی سیستم‌ها اجازه می‌دهند راننده انتخاب کند که ترمز بر 2 ،4 یا 6 سیلندر اعمال شود.[2]
در این نوع ترمزموتور، در مرحله مکش، سوپاپ خروج دود کمی باز می¬شود. در مرحله تراکم نیز این اتفاق می‌افتد و همزمان هیچ گونه سوختی تزریق نمی‌شود. در مرحله بعد یعنی انبساط نیز سوپاپ خروجی دود به مقدار بسیار کمی باز می¬شود و در نهایت گاز در مرحله آخر از سیلندر خارج می‌گردد. مجموعه این تغییرات باعث می‌شود که موتور علاوه بر تولید نکردن انرژی، خود مصرف کننده انرژی نیز باشد و در نتیجه سرعت وسیله نقلیه کاهش یابد.
سؤال اینجاست که این باز و بسته شدن غیرمعمول سوپاپ چگونه اتفاق می‌افتد؟ جواب این است، با سیستم سوپاپ¬بندی کاملا متغیر. با این سیستم می‌توان روش¬های مدیریت سیلندر و سوپاپ¬ها را معرفی کرد. در حال حاضر سوپاپ¬هایی ساخته شده اند که قادرند با استفاده از نیروی الکترومغناطیسی و یک بازو مابین فنرهای مکانیکی، یا استفاده از نیروی هیدرولیکی، هرگونه پروفیل باز و بسته شدنی را برای سوپاپ¬ها ایجاد کنند. با کنترل جریان الکتریکی، بازو می¬تواند در موقعیت انتهایی خود بماند بنابراین سوپاپ مطابق با نیاز می‌تواند باز یا بسته نگه داشته شود. از آنجا که زمانبندی سوپاپ¬ها می¬تواند به¬طور آزادانه تنظیم شود، جرم هوای ورودی و گازهای باقیمانده را می‌توان با سوپاپ¬ها تعیین کرد.