大車減速的時候，為什麼有一連串猛烈的屁聲？_風聞

撰文 七君

　　不知道大家注意到沒有，大型車輛，比如卡車和巴士減速經過時，常常發出類似“tui tui tui”的高頻短促噪音。

　　大卡車和巴士的巨大“屁”聲，要從一樁驚險事故和一個依靠裙帶關係才沒有失敗的偉大發明説起。

　　卡車和巴士的“屁”聲和它們燒的油有關。許多大型車輛燒的是柴油，而不是小轎車的汽油，而用柴油的卡車採用的引擎是柴油引擎，而不是小轎車的汽油引擎。

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　　這是因為在所有引擎中，柴油引擎的熱效率是最高的。美國機械工程師學會（ASME）介紹，柴油引擎的壓縮比是汽油引擎的2倍，這意味着柴油引擎的性能比汽油引擎更好，所以重卡普遍使用柴油引擎。

　　柴油引擎最早是德國人 Rudolf Diesel 在19世紀末發明的。美國也有自己的柴油引擎，美國的柴油引擎之父叫做 Clessie Lyle Cummins，現在康明斯牌卡車用的就是他的姓。不過在20世紀初，柴油引擎卡車還沒有現在這麼普及。

　　1931年8月，為了推廣和證明自己研發的柴油引擎的實力，Cummins 和小夥伴 Ford Moyer、Dave Evans 打算三人輪班駕駛康明斯牌的柴油卡車，從紐約一直開到洛杉磯，想要創造卡車車速的記錄。Cummins 沒有料到的是，他差點創造了卡車車禍的記錄。

　　Cummins三人組在美國汽車協會的見證下，在當時他們駕駛的柴油卡車前的留影。圖片來源：美國機械工程師學會（ASME）

　　實際上柴油引擎在發明之初配備的制動（剎車）裝置和汽油引擎一樣，靠的是類似“剎車片”的裝置摩擦減速。Cummins 和小夥伴一上路就發現“剎車片”剎不住柴油引擎卡車，這就對柴油車的剎車系統造成了很大的壓力。

　　這個頓悟在加州的一條險道上得到了昇天昇華。

　　這個地方就是卡洪隘道（Cajon Pass）。它是一條56千米長的陡峭且曲折的石子山路，山路上穿插着許許多多的十字路口，用現在的眼光看簡直是卡車的冥道。

　　位於加州的卡洪隘道（Cajon Pass）。圖片來源：wikipedia

　　Cummins 回憶，那天開到卡洪隘道附近的時候，Dave 正好要和他換班，他告誡 Cummins，到時一定要把大家都叫醒。但是真到了那兒，剎車片已經被摩擦得火熱，完全頂不住了。用他的原話來説，他“絕望地”嘗試減速，但是一點用也沒有。後面的兩個老弟也都因為車速過高而嚇醒了。

　　接着，戲劇性的一幕出現了。遠方有一個發着紅光的東西正在橫穿十字路口。他們定睛一看原來是一輛運貨的火車。Cummins 説，當時 Dave 和 Ford 都崩潰了，在後面試圖靠聲波減速（大喊大叫）。幸運的是，當他們的卡車開到十字路口時，那輛火車的屁股恰好擦過，三個人總算沒有當場去世。

　　這次驚險的旅途確實創了紀錄：跨越5172千米的路程只用了97小時20分鐘。但是那幕剎車失靈的場景也給 Cummins 留下了終身陰影。

　　在24年後，已經退休的 Cummins 開始在自家地下室裏設計不會被摩擦壞的柴油引擎制動系統。1957年，Cummins 終於在費城的一個酒店旅館裏想到了解決方法。他的方案就是，用柴油引擎自己來踩剎車。

　　年邁的Cummins還在進行柴油引擎相關的研發。圖片來源：美國機械工程師學會（ASME）

　　這個剎車系統叫做皆可博發動機制動器（Jacobs brake），也常常被稱為傑克剎車（Jake Brake），或壓縮釋放式發動機制動。

　　傑克剎車的原理也不復雜，它其實就是靠“泄氣”來減速，而這依靠的是柴油引擎的四衝程循環。

　　四衝程循環可以簡單地歸結為：吸氣（進氣）、憋氣（壓縮）、點火、放屁（排氣）。

　　柴油引擎的四衝程循環。圖片來源：jacobsvehiclesystems.com

　　在吸氣階段，引擎吸入了空氣。

　　在憋氣壓縮階段，空氣被壓縮。根據理想氣體狀態方程，氣體體積越小，温度越高，這樣柴油就被點燃了，第三階段達成。

　　在最後的排氣階段，爆炸的氣體膨脹，推動活塞往下，為車輛輸入機械能。接着，活塞縮回，將廢氣排出。

　　Cummins 對排氣管進行了改造，讓司機可以手動打開排氣閥，在柴油為卡車輸入動力之前就將炙熱的氣體排出去，讓卡車失去動力而減速。

　　Cummins設計的傑克剎車（右）在壓縮後就將氣體排出，把燃油動力“泄”掉。圖片來源：jacobsvehiclesystems.com

　　當年他就為這個設計申請了專利。雖然後來的實踐證明，傑克剎車能夠有效延長柴油引擎的壽命（皆可博還稱，傑克剎車可以將傳統剎車的壽命延長2 - 3倍），不過當時沒有任何主流汽車廠商看好這種新型剎車系統，而它的最終面世還是靠着一層裙帶關係。

　　原來，Cummins 的大侄子被爹媽安排了一次相親，相親對象是當時是世界上最大的鑽頭製造商 Jacobs Manufacturing Company 副主席的閨女。

　　這倆人一見面就對上眼了，而親家也互相對上眼了。女方家長對 Cummins 的發明展現出了很強的興趣。就這樣在1961年，第一輛具有傑克剎車系統的卡車 Cummins NH 系列出廠。當然了，女方公司名 Jacobs 也是皆可博發動機制動器這個名字的由來。

　　美國機械工程師學會稱，在之後的數十年裏，傑克剎車一直是美國乃至全世界重型柴油卡車的標配（如CAT、Mack），後來美國的軍事車輛也採用了這種制動裝置。我國的東風dCi、玉柴6K、西安康明斯等廠家也都裝用傑克剎車系統。

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　　因為對柴油卡車性能和安全駕駛的貢獻，傑克剎車被收錄為第81個國家級機械工程歷史地標（National Historic Mechanical Engineering Landmark）。

　　直到現在傑克剎車依然是重卡的主流輔助制動系統。

　　但是，傑克剎車也有很多缺點，第一就是排氣時氣體震動引發的巨大噪音。因此在靠近住宅密集區域，傑克剎車往往會被禁止使用。

　　禁止傑克剎車的標牌。圖片來源：wikipedia

　　此外，傑克剎車一開就要排出許多廢氣，污染很大，而現在許多國家對柴油引擎提出了環保要求，所以傑克剎車也受到了來自新型制動系統（比如渦輪增壓器）的競爭壓力。

　　圖片來源：wikipedia

　　最後要指出的是，大型車輛的制動系統往往有很多套，許多巴士和卡車在停車時那一聲長而哀怨的“切”聲並不來自傑克剎車，而來自另一種常見剎車系統——氣動制動機。

　　氣動制動的聲音

　　簡單來説，氣動制動機是利用高壓空氣踩剎車的制動系統。在司機啓動氣動制動時，高壓氣體在被排出的同時使車輪停止滾動，這高壓氣體的泄氣聲就是大車停車“屁聲”的來源了。

　　總而言之：

　　超車靠吸氣，停車靠放屁，安全靠“運”氣。