Un freno de escape es un medio para reducir la velocidad de un motor diésel cerrando el paso de los gases de escape del motor, lo que hace que los gases de escape se compriman en el colector de escape y en el cilindro. Como los gases de escape se comprimen y no se aplica combustible, el motor reduce la velocidad del vehículo. La cantidad de par negativo generado suele ser directamente proporcional a la contrapresión del motor.
Un freno de escape es un dispositivo que básicamente crea una restricción importante en el sistema de escape y crea una contrapresión de escape sustancial para retardar la velocidad del motor y ofrecer un frenado complementario. Los frenos de escape son fabricados por muchas empresas. Los frenos varían en diseño, pero esencialmente funcionan como se describió anteriormente. Los frenos de escape más avanzados tienen modulación de presión de escape (EPM) que controla la contrapresión, lo que a su vez mejora el rendimiento de frenado en un rango de velocidades del motor.
Un freno de escape es una válvula que crea esencialmente una contrapresión en el sistema de escape, que aplica suficiente fuerza sobre los pistones del motor para reducir la velocidad del motor. En la mayoría de los casos, un freno de escape es tan eficaz que puede reducir la velocidad de un vehículo muy cargado en una pendiente sin tener que aplicar nunca los frenos de servicio del vehículo. En estas condiciones, el flujo de escape de los cilindros se bloquea y genera rápidamente presión en el sistema de escape aguas arriba del freno de escape. Según la velocidad del motor, esta presión puede alcanzar fácilmente una presión máxima de trabajo de 60 PSI. La presión máxima de trabajo está limitada como parte del diseño de un freno de escape. En este ejemplo, esos mismos 60 PSI también permanecen en el cilindro durante todo el recorrido de escape (válvula de escape abierta) y ejercen 60 PSI sobre la parte superior del pistón para resistir su movimiento ascendente. Esto produce un par negativo, que reduce la velocidad del motor para lograr un efecto de frenado.
Algunas innovaciones aumentan la contrapresión del escape por diversos medios, lo que genera más par en el volante y, por lo tanto, más potencia de frenado. La eficacia de frenado se mide en unidades de potencia y es de aproximadamente el 60 al 80 % de la potencia máxima del motor. Se puede lograr un mayor rendimiento reduciendo la marcha del vehículo (aumentando el apalancamiento o la relación de transmisión del motor sobre las ruedas). Véase también freno Jake, un freno de compresión popular .
Un freno de compresión , una forma de freno de motor , produce más ruido que un freno de escape. Por este motivo, algunos fabricantes de equipos originales de vehículos prefieren utilizar un freno de escape a pesar de su menor potencia de frenado. La combinación del frenado de compresión con el frenado de escape [ ¿cómo? ] puede aumentar la eficacia sin ser tan ruidoso como un freno de compresión solo.
Numerosas jurisdicciones prohíben el uso de un freno de compresión sin silenciador.
La válvula de mariposa está hecha de metal con forma circular y tiene tres cortes circulares periféricos. Estos cortes circulares se hacen porque no se espera que bloquee toda la sección transversal del tubo de escape. Si no hubiera agujeros, el motor se detendría en lugar de disminuir la velocidad.
La válvula de mariposa se acciona mediante conexiones hidráulicas. Estas consisten en una bomba de presión hidráulica que está conectada a la válvula de mariposa. Esta bomba controla el funcionamiento de la válvula de mariposa de la siguiente manera: cuando el conductor aplica los frenos, el cilindro reduce su presión de modo que la válvula se cierra y restringe el paso de los gases de escape. En esta posición, la válvula de mariposa permanece perpendicular al flujo de gases de escape y, por lo tanto, crea una contrapresión en el motor. La válvula de mariposa tiene entre uno y tres orificios para que no se produzca un bloqueo completo del tubo de escape. Esto garantiza que se eviten daños debido a la alta presión.
Cuando el conductor suelta los frenos, el cilindro genera presión para que la válvula de mariposa se abra y permita que los gases de escape fluyan hacia el tubo de escape. En esta posición, la válvula de mariposa permanece paralela a la trayectoria de los gases de escape y, de esta manera, libera la presión sobre el motor y permite que aumente su velocidad.
También se puede aumentar la contrapresión con la ayuda de una válvula de mariposa si se opera en dos etapas, es decir, se pueden utilizar dos válvulas. Esto también garantiza el funcionamiento eficiente de la válvula y aumenta la longevidad al evitar fallas de la válvula. Este tipo de disposición resulta muy útil en el caso de camiones pesados. Para crear una contrapresión suficiente para reducir la velocidad del motor, se requiere una gran fuerza de la válvula, lo que es posible gracias a una disposición de dos válvulas.
Generalmente se utilizan actuadores neumáticos o hidráulicos para operar la válvula de mariposa, pero con la gran fuerza de los gases de escape este tipo de actuador resulta ineficiente, de ahí el tipo de actuador de válvula ARIS que se usa ampliamente en la industria y proporciona una fuerza de operación de la válvula efectiva.
