圧縮開放ブレーキ

圧縮開放ブレーキ（あっしゅくかいほうブレーキ）

圧縮開放ブレーキは、大型車両などに搭載されるディーゼルエンジンの特性を利用した補助的な制動装置です。別名として、開発元であるジェイコブス・ビークル・システムズ（Jacobs Vehicle Systems）にちなんでジェイクブレーキとも呼ばれ、商標ではありますが一般的な通称として広く浸透しています。

このブレーキは、エンジンの運転サイクルにおける圧縮行程を減速に活用する原理に基づいています。ディーゼルエンジンがピストンを上昇させてシリンダー内の空気を圧縮する際、エンジンの回転エネルギーは空気の圧力エネルギー（ポテンシャルエネルギー）や熱へと変換されます。通常の燃焼行程では、この高圧・高温の空気に燃料が噴射され爆発的な燃焼が起こり、ピストンを押し下げてエンジンの駆動力となります。しかし、圧縮開放ブレーキを作動させた際には、ピストンが圧縮上死点に到達する直前あるいは到達した時点で燃料の噴射は行われず、代わりに通常は閉じている排気バルブが一瞬開かれます。

このバルブが開くことで、高圧に圧縮されていたシリンダー内の空気は抵抗なく大気中に放出されます。これにより、圧縮によってエンジン内部に蓄えられた圧力エネルギーは駆動力に変換されることなく失われます。これが減速力となります。さらに、多くのシステムでは排気バルブを上死点を過ぎたピストンの下降行程中に再び閉じます。この状態では、ピストンの下降に対してシリンダー内の圧力が低下するため、ピストンを引っ張り上げるような抵抗が発生し、これも減速力として作用します。

こうした一連の動作を通じて、エンジンは車両の運動エネルギーを消費し、強力なエンジンブレーキ効果を発揮します。特に長い下り坂などで主ブレーキ（フットブレーキ）の負担を軽減し、フェード現象やベーパーロック現象といったブレーキの過熱による性能低下を防ぐのに有効です。

操作は一般的に、ステアリングコラムなどに備えられたレバーで行われます。多くの車種では排気ブレーキと連携しており、レバーの引き込み具合によって排気ブレーキのみ、あるいは排気ブレーキと圧縮開放ブレーキの両方が作動するように段階的に設定されています。

圧縮開放ブレーキの作動時には、シリンダー内の高圧空気が一気に放出されるため、特徴的な大きな破裂音や連続音が発生します。この騒音は住宅地などでは問題となることがあり、アメリカ合衆国などでは「No Jake Brake」（ジェイクブレーキ使用禁止）といった注意喚起の標識が見られる地域もあります。

技術の進化も続いており、カミンズが開発したHPDブレーキ（High Power Density Brake）はその例です。これは、可変バルブタイミング機構を吸気バルブ側にも適用し、4ストロークエンジンを擬似的に2ストロークエンジンのように作動させることで、従来の圧縮開放ブレーキを上回る効率で減速力を得る技術です。

この強力な補助ブレーキは、世界の主要な大型ディーゼル車メーカーによって採用されています。メーカーごとに独自の呼称を持つ場合が多く、以下のような例があります。

カミンズ
キャタピラー
デトロイトディーゼル
マック・トラックス
ルノー
ダフ (DAF)
大宇自動車
ヒュンダイ自動車
ボルボ（ボルボ・エンジン・ブレーキ：VEB）
メルセデス・ベンツ（コンスタント・スロットル・ブレーキ）
三菱ふそうトラック・バス（パワータード、ジェイクブレーキ）
日野自動車（エンジンリターダー）
* UDトラックス（旧:日産ディーゼル）（UDエキストラエンジンブレーキ：UD EEB）

圧縮開放ブレーキは、排気ブレーキや流体式リターダなどと並び、大型車両の安全な運行を支える重要な補助ブレーキシステムの一つです。

関連項目として、排気ブレーキ、エンジンブレーキ、リターダ、デコンプレッション機構などが挙げられます。

もう一度検索