Freno motore a decompressione: come funziona.

[Engineman]

Quanto segue è di pubblico dominio, ma discutiamone qui anche noi per approfondire la materia.

Il principio di funzionamento del freno motore a decompressione è uno solo, ma ogni Costruttore ha un modo diverso di attuarlo.

Questo tipo di freno sfrutta il rallentamento della catena cinematica del veicolo dovuto alle resistenze nella corsa di compressione, evitando la successiva restituzione di energia al pistone, la quale impartirebbe un'accelerazione alla catena cinematica vanificando il rallentamento di prima.

In che modo? Alla fine della corsa di compressione, e quindi al P.M.S., si fanno brevemente riaprire le valvole di scarico, così l'aria che è stata compressa nella camera di scoppio se ne va via senza restituire la propria energia (come una molla elicoidale che sia stata caricata) al pistone.

Ciò si traduce in una grande potenza frenante, molto superiore a quella del freno motore tradizionale con farfalla allo scarico.

[rendefra]

Ciao, come è composto il sistema del freno motore a depressione?
Da chi è gestito il sistema del freno motore?
Il sistema freno motore a depressione lo si può usare assieme a un retarder?
Saluti.....
Ps( per adesso mi fermo qui.....)

[Engineman]

Ciao, come è composto il sistema del freno motore a depressione?

Ogni costruttore ha la sua configurazione.

Il metodo più semplice è una valvolina supplementare per la decompressione (Mercedes, mi sembra) , dal principio simile a quella che aveva, tanto tempo fa, il mio Mosquito Garelli per facilitare l'avviamento

Ma i dispositivi più efficaci sono quelli che aprono le valvole di scarico solo per qualche attimo (o meglio, solo per qualche grado di manovella) al termine della corsa di compressione, esattamente al Punto Morto Superiore.

Alcuni usano un attuatore idraulico incorporato nel bilanciere di scarico, con un pistoncino che al momento giusto fuoriesce, annulla il gioco e apre le valvole.
Questi non sono in grado di descriverli ma forse qualcuno qui presente esperto di Cummins, CAT, Volvo ecc...può e speriamo che voglia farlo.

Iveco invece utilizza un sistema diverso, con l'attuazione affidata a componenti esterni al bilanciere ma comunque tutti racchiusi sotto il coperchio punterie.

[rendefra]

Grazie Engineman, chissà se Enovob oppure FrancescoGO può dirci altro?
Grazie...

[Marco Bellincam]

La decompressione generata nel motore, non compromette la tenuta delle fasce elastiche e delle tenute guidavalvole?
Creando fenomeni di aspirazione/trafilamenti?

[enovob]

... Alla fine della corsa di compressione, e quindi al P.M.S., si fanno brevemente riaprire le valvole di scarico, così l'aria che è stata compressa nella camera di scoppio se ne va via senza restituire la propria energia (come una molla elicoidale che sia stata caricata) al pistone...

Salve Engineman
E' pensabile un recupero di questa energia convogliandola opportunamente nel circuito aria compressa del veicolo?

[Engineman]

La decompressione generata nel motore, non compromette la tenuta delle fasce elastiche e delle tenute guidavalvole?
Creando fenomeni di aspirazione/trafilamenti?

No Marco, niente di tutto ciò, perchè la compressione nei cilindri è la stessa di quando c'è l'iniezione, quindi perfettamente accettabile da un motore in ordine, per di più alla fine della corsa di compressione l'aria compressa ... se ne va via di colpo, e quindi ogni sollecitazione (pur normale) cessa.

E' pensabile un recupero di questa energia convogliandola opportunamente nel circuito aria compressa del veicolo?

Ciao Enovob, l'idea è interessante e non ci avevo mai pensato, chissà se ci hanno fatto un pensiero i progettisti?
Certo che l'aria che è stata compressa nei cilindri, sui 25 - 28 bar, pulitissima, potrebbe benissimo alimentare i serbatoi d'aria del sistema pneumatico di frenatura e di sospensioni pneumatiche.

[rendefra]

perchè la compressione nei cilindri è la stessa di quando c'è l'iniezione, quindi perfettamente accettabile da un motore in ordine, per di più alla fine della corsa di compressione l'aria compressa ... se ne va via di colpo, e quindi ogni sollecitazione (pur normale) cessa.
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La temperatura del motore subisce variazioni per "l'opera" del frenomotore?
L'iniezione nel cilindro che "subisce" l'effetto frenomotore viene fatta completamente?
Saluti....

[Engineman]

La temperatura del motore subisce variazioni per "l'opera" del frenomotore?
L'iniezione nel cilindro che "subisce" l'effetto frenomotore viene fatta completamente?
Saluti....

Naturalmente in fase di freno motore non avviene l'iniezione in nessuno dei cilindri.

Inoltre, al contrario del sistema freno a farfalla sullo scarico che comprime sempre lo stesso gas di scarico intrappolato nel collettore e quindi un utilizzo prolungato surriscalda il motore, qui si comprime nel cilindro solo aria che poi viene scaricata, c'è continuamente aria fresca che entra nel motore che quindi non surriscalda anche con un utilizzo prolungato.

La maggiore efficacia del freno a decompressione è intuibile da una semplice considerazione.

Freno motore a farfalla sullo scarico: pressione a cui si può comprimere il fluido nel collettore di scarico: max 5 bar, oltre a questo valore la contropressione, agendo al contrario sulle valvole di scarico, potrebbe mantenerle sempre aperte, con rischio di collisione sul pistone in molti motori (per questo la farfalla non chiude mai completamente il collettore, c'è sempre molta luce intorno alla farfalla oppure la farfalla ha un grosso foro sulla sua superficie).

Freno motore a decompressione: la pressione max. che si raggiunge è quella che c'è nella camera di combustione al termine della corsa di compressione.

Quindi, 25 ÷ 28 bar contro < 5 bar, nella gara per la maggiore decelerazione vince il freno a decompressione (detto anche Jacobs Brake, o Jake Brake)

[rendefra]

Naturalmente in fase di freno motore non avviene l'iniezione in nessuno dei cilindri.

Quale " sensore " segnala di non mandare l'iniezione,mi spiego la centralina quale segnale analizza per non fare l'iniezione " completa"?

[Marco Bellincam]

C'è un range fisso ?
Oppure si può modulare la frenata, in termini terra terra variare la pressione nei cilindri e di conseguenza la forza frenante.

[Engineman]

Quale " sensore " segnala di non mandare l'iniezione,mi spiego la centralina quale segnale analizza per non fare l'iniezione " completa"?

E' la centralina veicolare principale che richiede a quella del motore di azionare il freno motore (annullando ogni volta, ovviamente, la mandata agli iniettori) in base alle richieste di azionamento manuale o automatico provenienti dalle altre centraline interessate (quella del volante/plancia che gestisce, tra l'altro, la levetta destra del devioguida e la spia, quella dell'Intarder, che può lavorare in combinazione col freno motore, e quella dell'EBS. La stessa centralina veicolare gestisce il Cruise Control, che per mantenere costante la velocità del veicolo, all'occorrenza, aziona il freno motore.)

C'è un range fisso ?
Oppure si può modulare la frenata, in termini terra terra variare la pressione nei cilindri e di conseguenza la forza frenante.

No, l'azionamento del freno motore è sempre ON/OFF e non è modulabile. Naturalmente la potenza frenante varia in funzione del regime motore.
In qualche caso si può avere una potenza frenante ridotta, azionando il freno motore senza chiudere la geometria variabile sulla turbina, la quale negli altri casi viene sempre chiusa completamente amplificando l'effetto frenante perchè si introduce nei cilindri di una maggiore quantità di aria (massima pressione di sovralimentazione)

[enovob]

... in base alle richieste di azionamento manuale o automatico provenienti dalle altre centraline interessate (quella del volante/plancia che gestisce, tra l'altro, la levetta destra del devioguida e la spia, quella dell'Intarder, che può lavorare in combinazione col freno motore, e quella dell'EBS. La stessa centralina veicolare gestisce il Cruise Control, che per mantenere costante la velocità del veicolo, all'occorrenza, aziona il freno motore.)

Salve Engineman
Quella definizione automatico è riferita al mantenimento della velocità da parte del cruise control, mentre la definizione manuale comprende,oltre alla leva sotto il volante, anche il comando proveniente dall'interruttore del distributore freni cioè pedale freni,a seconda della preselezione adottata?
Grazie

[Engineman]

Ciao, nelle prime gamme con motore Cursor c'era un selettore che dava la possibilità di scegliere se azionarlo con il pulsante sul pavimento, con il rilascio del pedale acceleratore o toccando il pedale freno.

Ora la situazione è diversa e quella selezione non c'è più, però mentre conosco bene i componenti sul motore e il loro funzionamento, non so bene come si azionano. Il manuale d'officina parla delle cose che ho detto nel messaggio precedente ma senza entrare troppo nei particolari.

Ci vorrebbe un Uso e Manutenzione, oppure, meglio, un autista che ci spieghi qualcosa, ce ne sono molti in questo forum !!!

[Engineman]

come è composto il sistema del freno motore a depressione?

Sistema ITB (Iveco Turbo Brake)

Il bilanciere delle valvole di scarico, rappresentate in figura, non lavora direttamente sull'albero dei bilancieri, ma sulla boccola eccentrica che è unita a quella leva collegata al cilindretto di comando. I particolari tratteggiati, boccola eccentrica e leva di comando, per intenderci, sono un pezzo unico.

La camma di scarico, oltre all'alzata principale, ha anche una seconda piccola alzata (una protuberanza) in una posizione che corrisponde esattamente al PMS di fine compressione.

In A funzionamento normale del motore. Notare che la leva si trova appoggiata in basso, la sua boccola eccentrica è posizionata in modo da lasciare del gioco tra rullo del bilanciere e camma.
Il rullo del bilanciere non "sente" la piccola alzata di freno motore della camma, perchè siamo al PMS alla fine della corsa di compressione, e quindi c'è il gioco valvole che è superiore allo spessore della protuberanza.

In B le cose cambiano: l'olio che arriva dall'elettrovalvola di comando (non rappresentata in figura) entra nel cilindretto, solleva il pistoncino interno che nel suo movimento sposta verso l'alto la leva del bilanciere di scarico (il bilanciere di aspirazione, naturalmente, non ha questa leva).

La boccola eccentrica della leva, spostandosi, "tira giù" il bilanciere annullando il gioco valvole.

Il rullo del bilanciere ruota così direttamente sul cerchio di base della camma, ed esattamente al PMS a fine corsa di compressione viene leggermente sollevato dalla "protuberanza" di freno motore che c'è sulla camma di scarico.
Così le valvole di scarico si aprono (di pochi decimi di mm.) per lasciar scappare l'aria compressa nel cilindro.

Quando l'elettrovalvola si chiude, tutto ritorna in configurazione A

[rendefra]

Grazie Engineman della spiegazione.
Il freno motore a depressione è applicabile anche a un motore aspirato?
Saluti....

[Engineman]

C'è un range fisso ?
Oppure si può modulare la frenata, in termini terra terra variare la pressione nei cilindri e di conseguenza la forza frenante.

Leggendo qua e là sul web ho visto che alcuni motori (americani) possono avere diverse intensità di azione del freno motore.
Un selettore in posizione 1 fa frenare solo un terzo dei cilindri (2 su un 6 cilindri, ecc.), la posizione 2 ne fa frenare due terzi, la posizione 3 agisce su tutti i cilindri.
Comunque non è modulabile la frenata, si può solo applicarla su più o meno cilindri (a meno che qualcuno non ne sappia di più, altri interventi sono benvenuti).
Su Youtube trovate molti video interessanti, digitando Jake Brake.

Grazie Engineman della spiegazione.
Il freno motore a depressione è applicabile anche a un motore aspirato?
Saluti....

Non ne ho idea, penso che sia fattibile ma ormai ... ci sono ancora dei motori aspirati, in produzione ??? (per autotrazione, intendo)

[rendefra]

... ci sono ancora dei motori aspirati, in produzione ??? (per autotrazione, intendo)

Non sono al corrente.....
Ma il frenomotore a depressione viene montato su tutti i motori turbo dell'Iveco ?( parlo autotrazione pesante)

[Engineman]

Solo sui Cursor, cioè pesanti stradali.

Sui Cursor degli autobus c'è, tranne che su quelli urbani/suburbani.
Non c'è sui Cursor di altre applicazioni (macchine agricole, MTT ecc.)

Non c'è sulla motorizzazione EuroTrakker da 380 CV che non ha la turbina a geometria variabile, non so se anche sui Trakker attuali c'è una motorizzazione con turbina Wastegate.

Sui medi (motorizzazioni Tector) il freno motore a decompressione non c'è mai stato.

Da parecchi anni, cioè da Euro3 e quindi seconda metà degli anni '90, sui veicoli stradali non c'è più nessuna motorizzazione aspirata, non potrebbe rispettare le norme antinquinamento.
Parlo di Iveco ma dovrebbe logicamente essere la stessa cosa per tutti gli altri costruttori.

[mascalzone]

quindi la pressione viene scaricata