大车减速的时候,为什么有一连串猛烈的屁声?( 二 )


杰克刹车的原理也不复杂,它其实就是靠“泄气”来减速,而这依靠的是柴油引擎的四冲程循环 。
四冲程循环可以简单地归结为:吸气(进气)、憋气(压缩)、点火、放屁(排气) 。

大车减速的时候,为什么有一连串猛烈的屁声?

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柴油引擎的四冲程循环 。图片来源:jacobsvehiclesystems.com
在吸气阶段,引擎吸入了空气 。
在憋气压缩阶段,空气被压缩 。根据理想气体状态方程,气体体积越小,温度越高,这样柴油就被点燃了,第三阶段达成 。
在最后的排气阶段,爆炸的气体膨胀,推动活塞往下,为车辆输入机械能 。接着,活塞缩回,将废气排出 。
Cummins 对排气管进行了改造,让司机可以手动打开排气阀,在柴油为卡车输入动力之前就将炙热的气体排出去,同时吸收卡车动力使这个过程重复,最终让卡车失去动力而减速 。
大车减速的时候,为什么有一连串猛烈的屁声?

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Cummins设计的杰克刹车(右)在压缩后就将气体排出,把燃油动力“泄”掉 。图片来源:jacobsvehiclesystems.com
当年他就为这个设计申请了专利 。虽然后来的实践证明,杰克刹车能够有效延长柴油引擎的寿命(皆可博还称,杰克刹车可以将传统刹车的寿命延长2 - 3倍),不过当时没有任何主流汽车厂商看好这种新型刹车系统,而它的最终面世还是靠着一层裙带关系 。
原来,Cummins 的大侄子被爹妈安排了一次相亲,相亲对象是当时是世界上最大的钻头制造商 Jacobs Manufacturing Company 副主席的闺女 。
这俩人一见面就对上眼了,而亲家也互相对上眼了 。女方家长对 Cummins 的发明展现出了很强的兴趣 。就这样在1961年,第一辆具有杰克刹车系统的卡车 Cummins NH 系列出厂 。当然了,女方公司名 Jacobs 也是皆可博发动机制动器这个名字的由来 。
美国机械工程师学会称,在之后的数十年里,杰克刹车一直是美国乃至全世界重型柴油卡车的标配(如CAT、mack),后来美国的军事车辆也采用了这种制动装置 。我国的东风dCi、玉柴6K、西安康明斯等厂家也都装用杰克刹车系统 。
 
大车减速的时候,为什么有一连串猛烈的屁声?

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图片来源:wikimedia
因为对柴油卡车性能和安全驾驶的贡献,杰克刹车被收录为第81个国家级机械工程历史地标(National Historic Mechanical Engineering Landmark) 。
直到现在杰克刹车依然是重卡的主流辅助制动系统 。
但是,杰克刹车也有很多缺点,第一就是排气时气体震动引发的巨大噪音 。因此在靠近住宅密集区域,杰克刹车往往会被禁止使用 。
大车减速的时候,为什么有一连串猛烈的屁声?

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禁止杰克刹车的标牌 。图片来源:wikipedia
此外,杰克刹车一开就要排出许多废气,污染很大,而现在许多国家对柴油引擎提出了环保要求,所以杰克刹车也受到了来自新型制动系统(比如涡轮增压器)的竞争压力 。
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最后要指出的是,大型车辆的制动系统往往有很多套,许多巴士和卡车在停车时那一声长而哀怨的“切”声并不来自杰克刹车,而来自另一种常见刹车系统——气动制动机 。
 
气动制动的声音
 
简单来说,气动制动机是利用高压空气踩刹车的制动系统 。在司机启动气动制动时,高压气体在被排出的同时使车轮停止滚动,这高压气体的泄气声就是大车停车“屁声”的来源了 。
总而言之:
 
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参考资料:
https://docs.qq.com/doc/DVHh0bXJjckFWcm1C


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