Hvordan virker motorbremsning?
Pelle Harris Krog spørger:
»Mit spørgsmål går på, hvordan 'motorbremsning' rent faktisk virker i personbiler. Med motorbremsning mener jeg den teknik, hvor man slipper gaspedalen og lader bilen forblive i gear (og evt. går ned i stadigt lavere gear) for at bremse bilen, i stedet for blot at bruge bremsepedalen. Der er ingen tvivl om, at denne teknik bremser bilen, men jeg kan ikke finde noget entydigt svar på, hvorfor og hvordan det virker.
Nogle kilder på internettet hævder at motorens luftindtag bliver begrænset, når man slipper speederen, og at dette medfører et vakuum som motoren så arbejder imod. Andre kilder siger at det 'bare' er en eller anden form for modstand i motoren. Er der nogle (eksperter) der kan belyse denne sag, og hvis det er modstand i motoren der er kilden til decelerationen, hvor kommer denne modstand så fra?«
Lektor Jesper Schramm fra DTU Mechanical Engineering, svarer:
»Når en bilmotor kører, yder den kraft til at drive hjulene, men også til at drive sig selv. Motoren, med dens tilhørende transmissionssystem, har en del indre mekaniske tab i form af friktion mellem bevægelige dele. Desuden virker motoren som en pumpe, idet luft og brændstof skal transporteres gennem motoren hele tiden. De bevægelige dele i motoren lagrer desuden energi, som tabes igen, når motorens omdrejningstal falder.
Ved motorbremsning skifter man typisk ned i gear for at opnå en kraftigere bremsning. Dette skyldes at motorens omdrejningstal stiger, hvorved friktionen øges. På benzinmotorer lukker man endvidere motorens gasspjæld, hvorved man øger motorens pumpearbejde. Disse dele er tab, som man ikke kan genvinde. Til gengæld øger man motorens lagrede energi i form af energien i de bevægelige dele.
Hvis man kan udnytte denne energi til fremdrift, hvilket man typisk gør ved at skifte til et højere gear efter opbremsningen, så kan man genvinde noget af bremsetabet og dermed spare brændstof. Fordelen ved motorbremsning hænger altså nøje sammen med hvordan man kører!
På nyere biler er der en yderligere fordel ved motorbremsning, idet disse motorer ofte lukker af for brændstoftilførslen under deceleration, i stedet for at lade motoren bruge brændstof, svarende til tomgangskørsel.«
Læs mere og stil dine egne spørgsmål på ing.dk/scientariet/sporg.
Dokumentation
Spørg fagfolket
Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til fagfolket.
Jeg husker svagt fra min gamle fortid (før 1980) at der på bussen jeg kørte, var en pedal til motorbremse. Jeg mener at huske fra køreprøven at den påvirkede et spjæld der lukkede for lufttilførselen. (diesel tvangslufter man jo med turbolader). Den gav en karakteristisk lyd som jeg af og til stadig hører når en bus nedsætter hastigheden. Er beskrivelsen korrekt?
Motorbremsning opstår ganske rigtigt som en modstand i motoren der dels den indre friktion, men i høj og i højeste grad af at der ikke bliver tilført brændstof ,så kompressionsfasen leverer det meste af afbremsningen når denne ikke bliver afløst af en forbrændingesfase, fordi brændtoftilførslen er stoppet . Delvist på gamle karburatorer. Moderne karburatorer lukker helt for brændstof tilførslen under motorbremsning og lukker lidt op igen når omdrejningerne kommer ned på tomgangsnivau, så motoren ikke går istå. Det samme sker på dieseler der alle dage har haft brændstofindsprøjtning
Motorbremse-funktionen på dieselmotorer i lastbiler og busser har ikke noget med turbo at gøre - funktionen findes på motorer med og uden turbo. Den består i princippet i et spjæld i udstødningsrøret, der lukker næsten tæt, samtidig med at dieselindsprøjtningen afbrydes. Dermed arbejder motoren som en pumpe, der ikke kan "komme af med" den komprimerede luft.
Denne funktion er i nyere tid (de seneste ca. 20 år) suppleret med, at udstødningsventilen åbnes et kort øjeblik lige efter stemplet topstilling i kompressionsslaget, således at trykket fra kompressionen afluftes, og den komprimerede luft ikke giver noget af sin energi tilbage til stemplet som "fjedervirkning". Dermed opnås en langt kraftigere bremsevirkning.
Motorbremsning er nødvendig på tunge køretøjer især ved kørsel ned ad lange bakker, hvor bremserne ikke kan klare bremsearbejdet alene uden at blive overhedet og miste deres effekt. Det var især et problem med tromlebremser. I dag, hvor de langt fleste tunge køretøjer har skivebremser, er bremserne mere varmestabile, men stadig ikke nok til alene at klare sagen ned ad lange bakker. Motorbremsefunktionen er i dag ofte koblet sammen med bremsepedalen, således at motorbremsen aktiveres før hjulbremserne ved en let nedtrædning af pedalen. Dette ikke mindst for at spare slid på bremserne, da moderne kraftige motorbremser kan klare en meget stor del af de normale hastighedtilpasninger ved kørsel på f.eks. motorvej og landevej.
Svends bemærkninger bringer mig til at videregive det gamle råd, at man altid skal køre ned af en bakke/et bjerg i samme gear som man brugte da man kørte op. Og det handler netop om at motorbremse nedad i stedet for at bruge fodbremsen.
Nu har jeg en Starlet fra '93, og jeg har fået af vide at der ikke ville kunne vindes noget på at motorbremse med denne, da der ikke lukkes for lufttilførslen, og jeg dermed skal koble ud, således at jeg er i frigear!
Er der nogle der ved om dette er rigtigt?
Da jeg var dreng, havde bybusser og rutebiler, en meget karakteristisk "nasal" lyd under nedbremsning - en lyd hvis frekvens faldt med hastigheden.
Hvad var det? Det havde vel ikke noget med motorbremsning at gøre?
På forhånd tak for svar!
Mvh. Rune
Det var den hydrauliske retarder. Se evt. her:
http://en.wikipedia.org/wiki/Retarder_%28m...
MvH,
Bent.
Motorstyringen i biler, har enten en kontakt (ældre motorer) eller måler på potentiometeret. Når du så slipper pedalen afbryder den for brændstofindsprøjtningen indtil omdrejningerne for tomgangshastigheden nås. Herved spares der brændstof og forurening fra uforbrændt brændstof elimineres. Friktionen igennem gearkasse og motor samt kompressionen i cylindrene sørger for at nedsætte køretøjets hastighed.
En Starlet fra 93 har højst sandsynligt en1.3 liters 4A-FE motor med indsprøjtning. Der vil kunne spares brændstof ved at motorbremse den, istedet for at koble ud eller lade den løbe i frigear. Benzinmotorer har et gasspjæld i indsugningen, som lukker ved slip af gaspedalen. Det er en af grundende til at motorbremsning på dieselmotorer er kraftigere. Pga. dieselmotorer (oftest) ikke har et spjæld i indsugningen, medfører det at de, under motorbremsning skal komprimere luften der bliver suget ind. Pga. det lukkede gasspjæld under motorbremsning af en benzinmotor, vil der opstå kraftigt vacuum i indsugningsmanifolden og næsten ingen luft vil blive suget ind.
På grund af dieselmotorernes høje kompressionsforhold kan man opnå kratig bremsning ved, at afblæse/opsamle kompressionsluften når stemplerne er omkring toppunktet i cylindrene, ved kortvarigt at åbne udstødsventilen eller en anden ventil bregnet hertil. Dette kan give en kratigere motorbremsning end på 4takts benzinmotorer. Hvis man i stedet for, at afblæse den herved dannede højtrykskompressionsluft, opsamler den i en beholder, så kan en pæn del af den herved opsamlede bremseenergi genanvendes ved igangsætning, ved at sende den ind i cylindrene igen lige efter stemplerne i deres kompressionsslag har passeret toppen. Dette er kendt teknik og bruges ved start af store skibsdieselmotorer. Det er mækeligt man ikke har udviklet dette til busser da det skulle være ret enkelt og let.
Selvom du ikke sparer brændstof ved at motorbremse, sparer du på dine bremser.
Hvordan virker motorbremsning ved automat gear?
Hvordan gør man for at spare benzin/bremser?
Jeg har ingen erfaring i at køre med automat gear. Men vil snart købe en. Jeg bor i Manila, hvor man det meste af tiden kører i langsomme bilkøer. så jeg tror automatgear vil være godt.
Det drejer sig om Fiesta 5Dr 1.6L Sport PowerShift® http://www.ford.com.ph/servlet/ContentServ...
Jeg er egentlig ikke meget for Ford, men det er den eneste bil til overkommelig pris med blot minimal sikkerhedssikerhedsudstyr.
Her i byen tror man ikke meget på brug af sikkerhedsseler og Airbags, EPS pg lignende er ikke noget man vil betale ekstra for. Hvorfor tage ansvar for sikkerheden, når mam beder til en gud?
Mit spørgsmål er om i kan give råd til hvorman motorbremser i sådan en bil med automatgear i Manila's trafik?
Motorbremsning eller at lade bilen løbe farten af i frigear - that´s the question.
Sætter man sig ned og regner på det - man ved hvad bilen kører på literen ved en given hastighed, man kan prøve sig frem med hvor langt man skal køre i frigear hhv. lade farten løbe af i gear - og så kan man regne ud hvad der kan betale sig.
Min bil kører selv ved 20 km/t ca. 32 km/literen i frigear. Ved 100 km/t kører jeg 160 km/literen.
Jeg bruger "nedbremsning" i frigear :)
Jeg kender ikke gearkassen i en Ford, men den bruger formentlig mere brændstof på at køre ud af vejen end en almindelige gearkasse, da motoren skal trække olien i "koblingen" også.
Den holder ikke længere. Moderne motorer har så stort moment, at gearingen opad er lavere end den, som bruges ved nedfarten. Endvidere er det normalt muligt, at køre op i et højere tempo, da bremselængden er betydelig kortere.
Det har den helt sikkert ikke, da en 4A-FE motor er en 1,6L motor, gerne brugt i Corolla/Carina/Avensis. Det er en 4E-FE der ligger i, med indsprøjtning, derfor vil der også være gevinst ved at motorbremse istedet for at koble ud.
3 ting:
1) Selv hvis motorens indsprøjtning afbrydes, må den maksimale besparelse ved motorbremsning, være nedbremsningens varighed x motorens tomgangsforbrug.
Det er godt nok nogle år siden, men ifølge FDM's MOTOR-magasin, var det typiske tomgangsforbrug ca. 1 liter/time på en typisk benzin-personbil - så hvis motorbremsningens varighed gennemsnitligt er 15 sekunder, skal der 240 motorbremsninger til, blot for at spare en enkelt liter benzin.
2) Mér-slitage på kobling/gearkasse - her må man stille sig det spørgsmål, om denne parameter ikke modsvarer/ophæver den beskedne brændstofbesparelse.
3) Slitage kontra rustne skiver: Tager man sig en gåtur på en Bilka-parkeringsplads, ses der mange biler med tydelig rust på de bagerste skiver.
Hvis billisten en dag er nød til at foretage en kraftig opbremsning, har rusten ved varmeudviklingen, en kedelig tendens til at danne en belægning på skiven.
Så ja, bremserne slides mindre ved motorbremsning, men hvis de alligevel skal skiftes grundet rust, eller "manglende motionering", er intet jo vundet.
Mvh Rune
P.S. Glemte lige bremselysets sikkerhedsmæssige betydning...
Dette er en såkaldt udstødnings-bremse. (for nemheds skyld kan man "hoppe" frem til 2:12) :
http://www.youtube.com/watch?v=SAvkhuN8Tv0
Som en anden vinkel benyttes motorbremseteknikken også inden for motorsport, under kraftig nedbremsning som en slags "bonus-deceleration", se eksempelvis videoklip(kommer efter 10 sekunder):
http://www.youtube.com/watch?v=qFoKDKpTbwA
Dog siges det at motorbremsningen(i motorsport-regi) kun har størst effekt på forhjulstrukne biler, da de trækkende hjul har mere greb da der er mere vægt forrest i bilen.
Motorbremse kontra frigear kan man skive mange bøger om.
På min Saab benzin fra 2000 findes der en række regelsæt, for hvornår der slukkes for benzinen.
Der slukkes for eksempel ikke ved følgene situationer:
Motor er ikke over 2000omdr. når speeder slippes.
Motor har mindre end 1400omdr.
Bilen er i 1 og 2 gear.
Ved nogle motortemperaturer slukkes der heller ikke.
De regler som skal overholdes på min bil, gør at jeg nok sparer langt mere ved at trille 25-100m istedet for at motorbremse og så kun trille 1/3 del af længden på grund af motorens bremsen.
Min bil er langt fra at være en spare bil, men er sikker på at andre biler også har et regelsæt for hvornår de må slukke for benzinen.
Noget andet er at det kan være derekte farligt, at motorbremse i situationer hvor det er glat, fordi hvis hjulene blokeres, så stopper motoren og hjulene har svært ved at komme igang igen.
Hele ABS og bremseforstærker systemet, virker heller ikke når moteren er stoppet.
Scooter nedroslet til K30, har vide instruktionsbogen, ikke godt af at man motorbremser.
Men det gør jeg alligevel. Man skal så lige huske, at tage venstre bremsehåndtag ganske lidt, så bremselyset virker.
Som barn/yngre -blev jeg meget køresyg, hvis føreren ikke kørte jævnt. SPEEDE OP Skifte gear- BREMS- ned i GEAR, det blev jeg voldsomt utilpas af.
Det er muligt, jævn kørsel er mere økonomisk (biler), jeg foretrækker det.
Mvh
Tine
http://trafikstyrelsen.dk/DA/Groen-Transpo...
Hej Dennis.
Lige en kort bemærkning til din ellers udmærkede forklaring. Nyere dieselbiler (min fabia 1.9tdi fra 2001 fx) har oftest et spjæld i indsugningen disse dage for at leve op til forureningskrav og for at motorens rysteri ved stop minimeres.
Jeg tror dog under motorbremsning at spjældet forbliver åbent, så din forklaring af motorbremsen passer.
På BMWs 6 cyl diesel lukkes indsugningspjældet ved påløb, det resulterer i at den næsten ikke motorbremser.
Motoren bremser IKKE bedre hvis man lukker for gasspjældet - tværtimod. Prøv selv at holde for støvsugerslangen - man kan tydeligt høre motoren gå OP i omdrejninger, selvfølgelig fordi den ikke skal udføre så meget arbejde. Det samme burde være tilfældet for en bilmotor - den ville bremse MERE hvis spjældet åbnede (selvfølgelig med lukket brændstoftilførsel). Så mon ikke den nævnte 'motorbemse'-pedal i bussen lukkede OP for spjældet?
I USA findes systemet under navnet Jake Brake, det er nogen steder forbudt at bruge pga. den ekstra støj. Se også:
http://en.wikipedia.org/wiki/Compression_r...
Christian M: Det er din antagelse, der er forkert.
Sammenligningen med en støvsuger er helt irrelevant (i øvrigt går elmotoren i støvsugeren ned i hastighed, når du holder for sugeslangen, idet den skal arbejde hårdere for at skabe et større undertryk, da gennemstrømningen hindres - men lyden ændrer sig ganske rigtigt). Hvordan tror du i øvrigt, at en dieselmotor ville have det, hvis udstødningen konstant var blokeret af et spjæld, når den skulle arbejde? Du skal være opmærksom på, at motorbremsespjældet i lastbiler og busser sidder i UDSTØDNINGEN - det har intet at gøre med de nævnte spjæld i INDSUGNINGEN på de omtalte personbilsmotorer.
Lars L: Korrekt, JakeBrake har været et populært ekstraudstyr til de gængse lastbilmotorer i staterne i en årrække. Princippet er det samme, som europæiske motorfabrikker gradvist begyndte at indføre for ca. 20 år siden: Nemlig kortvarig åbning af udstødningsventilen i stemplets topstilling i kompressionsslaget for at slippe trykket ud af cylinderen.
Det er vist ikke dig der støvsuger derhjemme?
Motoren går op i omdrejninger når man blokerer slangen, simpelt hen fordi den har mindre at lave, da der ikke er noget luft at flytte. Det er et ganske simpelt arbejdsargument.
(Arbejde i fysisk forstand).
Bent.
Jeg tror man ville få maksimal bremseeffekt hvis spjældet var helt åbent, og ventilernes timing blev ændret fra 4-takt til 2-takt, således at indsugningsventilen stod kortvarigt åben mens stemplet var i bund, og udstødsventilen stod kortvarigt åben mens stemplet var i top. Det ville godt nok blive et sindrigt knastaksel-system og ikke pengene værd.
Men er grunden til at bruge motorbremse i stedet for skiverne ikke en helt anden, nemlig at motoren ikke skal bruge brændstof til at holde sig i tomgang under bremsningen?
Det gør denne gearkasse ikke, da det er en dobbelt-koblings gearkasse, som meget groft sagt kan siges at være en manuel gearkasse med to koblinger.
Bent A: Nej, du har ikke ret. Når sugeslangen blokeres, flytter motoren ganske vist ingen luft. Men den genererer et større undertryk, end når der er fri passage gennem slangen. Det kræver mere energi at generere et større undertryk, derfor trækker motoren større strøm, og da den er hårdere spændt for, går den endvidere ned i omdrejninger. Og jo, det er faktisk mig, der støvsuger hjemme hos os!
Christen M: Dit forslag ville ganske rigtigt kræve en kompliceret ventilaktiveringsmekanisme. Derfor "nøjes" man med at udnytte motorens 4-takstprincip, der "kun" giver kompression og dermed bremsevirkning for hver anden omdrejning af krumtapakslen. Og nej, motorbremsen er konstrueret til at give kraftig bremsevirkning, ikke til at spare på brændstoffet, når motoren ikke belastes. Der lukkes faktisk i forvejen for brændstoffet, når gaspedalen slippes uden at der kobles ud hhv. sættes i frigear. Motorbremsespjældet i udstødningsrøret og den kortvarige åbning af udstødningsventilen er supplerende elementer, der skal generere en kraftigere (meget kraftigere) bremsevirkning end blot at slippe gaspedalen.
Svend, du bruger din intuition for meget. Det der sker i støvsugeren er at flowet gennem pumpen stopper, derfor udføres der intet arbejde (bortset fra at røre lidt rundt i luften inde i pumpehuset). Omdrejningstallet stiger - ikke meget, det er jo som regel en asynkronmotor - fordi belastningen falder.
.. og: når jeg skriver 'motorbremse' mener jeg i den forstand som defineret i den oprindelige artikel, altså at man letter på gassen i stedet for at koble ud og bremse, fx. når man på afstand kan se at der bliver rødt lys og man har lang vej at bremse på. Så kan det spare brændstof fordi motoren holdes i gang af bilens kinetiske energi.
Jeg hører ofte argumentet, som er nævnt ovenfor et sted, at man kan spare brændstof ved at slippe speederen. Derved lukkes helt for brændstoftilførslen, og så sparer man den energimængde, som ellers ville gå til at holde motoren i tomgang, mens farten løber af.
Det er - som Rune Kristensen nævnte - ikke ret mange benzindråber, der kan spares.
Men samtidig - og det synes jeg aldrig, jeg hører - virker motoren jo netop som motorbremse, selv i højeste gear. Det vil sige, at når man slipper speederen helt, så mister bilen bevægelsesenergi hurtigere, end hvis man bare skiftede til frigear og lod bilen rulle.
Pointen er, at den ganske lille mængde benzin, der kan spares ved at slippe speederen, formentlig koster meget mere i tabt kinetisk energi.
Er der nogen her, der kan lave regnestykket?
Jeg mener at have læst et sted at en benzinmotor af normalstørrelse bruger i omegnen af 1 liter i timen i tomgang. Så en nedbremsning der fx. varer i 20 sek. sparer 1/180 liter á 11 kr = 6 øre. Lidt har også ret!
Måske formulerede jeg mig forkert. Hvis nu man kører ned ad en lang bakke, som lige akkurat er så skrå, at man kan holde kørehastigheden hele vejen, hvis man kører i frigear. Lad os sige, det varer i 20 sekunder. Så bruger man dine 6 øre til tomgangs-brændstof.
I stedet kan man altså spare de 6 øre, hvis man lader bilen blive i højeste gear ned ad bakken og slipper speederen. Men så kan man ikke holde hastigheden, fordi motoren bremser, og på et eller anden tidspunkt må man træde på speederen igen for at følge trafikken, selv om man stadig er på bakken. Og det lille tryk på speederen koster formentlig 6 øre, måske mere.
Derfor kører jeg som regel i frigear, når det bare går lidt ned ad bakke, og også de sidste 500 meter hen til et sted, hvor jeg skal holde. Jeg bilder mig ind, at jeg sparer lidt.
Regnestykket kan ikke bare sættes op med at man kører samme afstand.
Mit gæt er at man kan køre 3 gange så langt i frigear end det motorbremsen tillader.
Eksemplet med de 20 sekunder:
Med motorbremse skal man så køre ca. 35 sekunder (et gæt der svarer til ca. 40sekunder frigear) længere før man kan få lov til at motorbremse de 20 sekunder. der bliver så måske brugt 2 liter/timen, ved de 35 sekunder og 0 liter/time ved de sidste 20 sekunder.
Hvis man så triller i frigear i 60 sekunder, med 1 liter/timen i tomgang, så bruger man mindre brændstof end at motorbremse.
Men man kan jo så kun trille, når man ved at man skal bremse, hvis et lyskryds bliver rødt kan man nok ikke få lov til at udnytte frigear ordenligt aligevel.
På min bil kan det klart bedst svare sig at trille i frigear, fordi den ikke slukker for benzinen, når man slipper gassen ved under 2000omdr.
2000omdr. i min bil er = 90km/t, det vil sige at jeg ikke lovligt, kan få bilen til at lukke for benzinen, uden at smide den ned i et lavere gear eller motorvej.
Ingen tvivl om, at en alm. husholdningsstøvsuger løber op i fart, idet den aflastes ved at luftgennemstrømningen blokeres, hvilket er almindelig opførsel for en seriemotor.
mvh
egon
Har set generatorer på nyere motorer. levere 100 A ved tomgangshastighed.
Det 11. råd, når vi snakker motorbremsning, er nok det vigtigste hvis man har tænkt sig at tage på bilferie i f.eks. alperne.
Når man kører ned ad et bjerg er det vigtigt ikke at bruge bremsen hele tiden, da det vil medføre at bremsevæsken koger (gælder også skivebremser).
På disse (lange) nedstigninger er det god latin (som der er en der skriver) at benytte ca. samme gear som man ville bruge på opvejen.
Alternativt skal man 'puls bremse' - dvs. bremse hårdt ned og derefter lade bilen komme i fart (mens bremserne afkøles).
Kører man på de små bjergveje i bla. Østrig ser man tit små 'nødbakker', der er en kort men stejl 'sidevej', som er beregnet til dem der har 'mistet' sine bremser.
'Hård kørsel' kan også få bremsevæsken til at koge (been there - i mine yngre dage i en Golf 16V, der skulle 'fyres af' ;-) .
Det er en særdeles ubehagelig oplevelse nå bremsepedalen bare går i bund.....
(Heldigvis var det på motorvejen uden trafik, så der skete ikke noget - andet end jeg blev en erfaring rigere;).
Hej Rune og andre
Burde bremselyset ikke tænde ved betydende deceleration målt med et accelerometer kombineret med bremseaktivering?