การเบรกด้วยเครื่องยนต์เกิดขึ้นเมื่อแรงต้านภายในเครื่องยนต์สันดาปภายในถูกนำมาใช้เพื่อชะลอความเร็วของยานยนต์แทนที่จะใช้กลไกเบรกภายนอกเพิ่มเติม เช่นเบรกเสียดทานหรือเบรกแม่เหล็ก

คำนี้มักถูกเข้าใจผิดว่าเป็นคำเดียวกับระบบเบรกประเภทอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบเบรกแบบคลายแรงอัดหรือ "เบรกเจค" ซึ่งใช้กลไกที่แตกต่างออกไป

กฎจราจรในหลายประเทศกำหนดให้รถบรรทุกต้องขับโดยใช้เกียร์อยู่เสมอ ซึ่งจะช่วยให้เกิดแรงเบรกจากเครื่องยนต์ในระดับหนึ่ง (การสูญเสียความหนืดของน้ำมันเครื่องและอากาศที่สูบผ่านเครื่องยนต์ และการสูญเสียแรงเสียดทานของผนังกระบอกสูบและแบริ่ง) แม้ว่าจะไม่ได้เหยียบคันเร่งก็ตาม

คำว่า "การเบรกด้วยเครื่องยนต์" หมายถึงผลการเบรกที่เกิดขึ้นในเครื่องยนต์เบนซินเมื่อปล่อยคันเร่ง ซึ่งจะทำให้การฉีดเชื้อเพลิงหยุดลงและ วาล์วปีกผีเสื้อปิดเกือบสนิท ทำให้การไหลของอากาศที่ถูกบังคับจากเทอร์โบชาร์จเจอร์ถูกจำกัดอย่างมาก การจำกัดนี้ทำให้เกิดสุญญากาศในท่อร่วมไอดี ที่รุนแรง ซึ่งกระบอกสูบต้องทำงานต้าน ทำให้พลังงานศักยภาพส่วนใหญ่ของระบบลดลงเมื่อเวลาผ่านไป และก่อให้เกิดผลการเบรกด้วยเครื่องยนต์ส่วนใหญ่^{[ 1 ]}ผลของสุญญากาศในท่อร่วมไอดีนี้มักจะเพิ่มขึ้นได้ด้วยการเปลี่ยนเกียร์ลง ซึ่งจะทำให้ระบบขับเคลื่อนหมุนเร็วขึ้นเพื่อเชื่อมต่อกับเครื่องยนต์

การเบรกด้วยเครื่องยนต์เป็นวิธีการควบคุมความเร็วของรถขณะลงเนินได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการเปลี่ยนเกียร์ลงต่ำในเกียร์ธรรมดาหรือใช้โหมด "ต่ำ" ในเกียร์อัตโนมัติการเบรกด้วยเครื่องยนต์จะช่วยลดความจำเป็นในการเหยียบเบรก ซ้ำๆ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงที่เบรกจะร้อนเกินไป^{[ 2 ]}

แม้ว่าแรงเบรกบางส่วนจะเกิดจากแรงเสียดทานในระบบส่งกำลังแต่ผลกระทบนี้ถือว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับผลจากสุญญากาศในท่อร่วมไอดีที่เกิดจากการจำกัดการไหลของอากาศ

ในรถยนต์เกียร์อัตโนมัติ การเบรกด้วยเครื่องยนต์มักจะทำให้รอบเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นเองโดยอัตโนมัติ ส่งผลให้เครื่องยนต์เร่งขึ้นอย่างกะทันหันแม้ว่าจะไม่ได้เหยียบคันเร่งก็ตาม นี่เป็นเพราะว่าเกียร์อัตโนมัติ ตามชื่อของมันบ่งบอกอยู่แล้วว่า จะทำการทำงานระหว่างกลไกต่างๆ ในรถยนต์เกียร์ธรรมดาโดยอัตโนมัติ ซึ่งปกติแล้วจะเป็นการทำงานของคนขับที่ควบคุมแป้นคลัตช์และคันเกียร์ด้วยเท้าและมือตามลำดับ ดังนั้น การเร่งเครื่องยนต์โดยอัตโนมัติจึงเป็นการจำลองเทคนิคการขับขี่ในรถยนต์เกียร์ธรรมดาที่เรียกว่า การจับคู่รอบเครื่องยนต์ ( rev-matching )

การปรับรอบเครื่องยนต์ให้ตรงกับความเร็วรอบ (Rev-matching) ใช้เมื่อลดเกียร์ (เปลี่ยนไปใช้เกียร์ต่ำกว่า) เพื่อให้ความเร็วรอบหรือความถี่ในการหมุนของเกียร์ที่จะเปลี่ยนไปตรงกับความเร็วรอบของเพลาขับที่กำลังหมุนอยู่ ซึ่งต้องเหยียบคันเร่งเบาๆ ขณะอยู่ในเกียร์ว่างระหว่างการเปลี่ยนเกียร์ วิธีนี้จะทำให้เกียร์ที่ใหญ่กว่า (ต่ำกว่า) มีความเร็วรอบที่เหมาะสมก่อนที่จะเข้าเกียร์ การลดเกียร์โดยไม่ทำเช่นนี้จะทำให้รถกระตุกอย่างกะทันหัน เนื่องจากความเร็วรอบที่ไม่ตรงกันทำให้เกิดแรงและทิศทางการเคลื่อนที่ที่ขัดแย้งกัน

เครื่องยนต์ดีเซลในรถยนต์ส่วนบุคคลให้แรงเบรกจากเครื่องยนต์น้อย เนื่องจากไม่มีตัวควบคุมลิ้นปีกผีเสื้อ จึงไม่สามารถสร้างสุญญากาศในท่อไอดีได้

ในรถบรรทุกขนาดใหญ่ เครื่องยนต์มักถูกออกแบบมาเพื่อเพิ่มกำลังเบรก เพื่อลดภาระของระบบเบรกปกติของรถ และช่วยป้องกันไม่ให้เบรกเกิดความร้อนสูงเกินไป ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด ระบบนี้ประกอบด้วยวาล์วปีกผีเสื้อที่จำกัดการไหลของไอเสีย ระบบนี้เรียกว่าเบรกไอเสีย และมักพบในรถบรรทุกรุ่นเก่า อย่างไรก็ตาม ระบบนี้มีประสิทธิภาพจำกัด และระบบที่ซับซ้อนกว่าดังที่อธิบายไว้ด้านล่างนี้ มักพบได้ในรถบรรทุกขนาดใหญ่รุ่นใหม่เกือบทุกรุ่น

เบรกแบบปลดแรงอัด (หรือที่รู้จักกันในชื่อเบรก Jacobs หรือ "เบรก Jake") เป็นเบรกประเภทที่มักสับสนกับการเบรกเครื่องยนต์จริง โดยส่วนใหญ่ใช้ในรถบรรทุกดีเซลขนาดใหญ่ และทำงานโดยการเปิดวาล์วไอเสียที่จุดสูงสุดของจังหวะการอัด ดังนั้นพลังงานจำนวนมากที่เก็บไว้ในอากาศอัดนั้นจึงไม่ถูกส่งกลับไปยังเพลาข้อเหวี่ยง แต่จะถูกปล่อยออกสู่บรรยากาศ เป็นวิธีการเบรกที่มีประสิทธิภาพมาก สร้างแรงเบรกจำนวนมากซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของเบรกเสียดทานได้อย่างมาก – เครื่องยนต์ดีเซล 565 แรงม้า (421 กิโลวัตต์) สามารถสร้างกำลังเบรกได้ถึง 600 แรงม้า (450 กิโลวัตต์) ที่ 2,100 รอบต่อนาที^{[ 3 ]}

โดยปกติแล้ว ในจังหวะอัด พลังงานจะถูกใช้ไปเมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นด้านบนเพื่ออัดอากาศในกระบอกสูบ อากาศที่ถูกอัดจะทำหน้าที่เหมือนสปริงอัดและดันลูกสูบกลับลงมา อย่างไรก็ตาม เมื่อระบบเบรกเครื่องยนต์ทำงาน อากาศที่ถูกอัดจะถูกปล่อยออกมาอย่างกะทันหันก่อนที่ลูกสูบจะเริ่มเคลื่อนที่ลง (การปล่อยอากาศที่ถูกอัดอย่างกะทันหันนี้ทำให้เกิดคลื่นเสียงคล้ายกับเสียงก๊าซที่ขยายตัวออกจากปากกระบอกปืน ) เมื่อสูญเสียพลังงานที่เก็บไว้ในอากาศที่ถูกอัดแล้ว จึงไม่มี "แรงดีดกลับ" ดังนั้นเครื่องยนต์จึงต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการดึงลูกสูบกลับลงมาอีกครั้ง

เบรกประเภทนี้ก่อให้เกิดมลภาวะทางเสียง อย่างมาก หากไม่มีท่อเก็บเสียงบนท่อไอเสียของเครื่องยนต์ เสียงดังมากจนรบกวนพื้นที่โดยรอบ มีเรื่องเล่าว่ามันฟังดูคล้ายกับเครื่องเจาะถนนแต่ ความดังจะมากกว่าระดับความ ดันเสียงของเครื่องเจาะถนนถึง 10 ถึง 20 เท่า (มากกว่า 10 ถึง 13 เดซิเบล ) เมือง เทศบาล รัฐ และจังหวัดจำนวนมากได้สั่งห้ามการใช้เบรกอัดอากาศที่ไม่มีท่อเก็บเสียง ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะถูกกฎหมายเฉพาะบนถนนที่อยู่ห่างไกลจากชุมชนเท่านั้น ในออสเตรเลีย ตั้งแต่ปี 2008 มีการทดสอบ กล้องตรวจจับการจราจรที่ถ่ายภาพยานพาหนะขนาดใหญ่ที่ใช้เบรกอัดอากาศโดยอัตโนมัติ^{[ 4 ]}

ระบบเบรกไอเสียทำงานโดยการสร้างข้อจำกัดในไอเสีย คล้ายกับลิ้นปีกผีเสื้อในเครื่องยนต์เบนซิน กล่าวโดยง่ายคือ มันทำงานโดยการเพิ่มแรงดันย้อนกลับของไอเสีย เบรกเหล่านี้เกือบทั้งหมดเป็นวาล์วปีกผีเสื้อคล้ายกับลิ้นปีกผีเสื้อ ติดตั้งอยู่ด้านหลังเทอร์โบชาร์จเจอร์หากมี

เครื่องยนต์ดีเซลสมัยใหม่มีการควบคุมการปล่อยมลพิษอย่างเข้มงวด และมักมีสิ่งกีดขวางในระบบไอเสียมากมาย ซึ่งทำให้รู้สึกเหมือนมีการเบรกด้วยเครื่องยนต์คล้ายกับเครื่องยนต์เบนซิน สิ่งกีดขวางหลักๆ ได้แก่:

• เทอร์โบชาร์จเจอร์จะสร้างแรงดันย้อนกลับบางส่วนเมื่อหยุดทำงาน
• วาล์ว หมุนเวียนไอเสีย (EGR) ทำหน้าที่เปลี่ยนทิศทางไอเสียกลับเข้าไปในท่อไอดีของเครื่องยนต์ โดยมักจะผ่านท่อที่มีขนาดแคบ/จำกัด
• ตัวกรองอนุภาคดีเซล (DPF) ถูกออกแบบมาเพื่อดักจับอนุภาคเขม่าที่อาจถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ หากไม่ดักจับ มันจะขัดขวางการไหลของไอเสียอย่างมาก และสามารถลดกำลังไฟฟ้าได้เกือบเท่ากับคอมเพรสเซอร์เครื่องปรับอากาศขนาดเล็ก

การใช้เครื่องยนต์เบรกในเครื่องยนต์สองจังหวะแบบผสมน้ำมันเชื้อเพลิงล่วงหน้า อาจเป็นอันตรายต่อเครื่องยนต์อย่างมาก เพราะน้ำมันหล่อลื่นสำหรับกระบอกสูบและลูกสูบจะถูกส่งไปยังแต่ละกระบอกสูบโดยผสมกับน้ำมันเชื้อเพลิง ดังนั้น ในระหว่างการใช้เครื่องยนต์เบรก เครื่องยนต์จะขาดแคลนทั้งน้ำมันเชื้อเพลิงและน้ำมันหล่อลื่น ทำให้เกิดการสึกหรอเร็วขึ้น รถยนต์สองจังหวะรุ่นเก่าหลายคัน (เช่นSaab Automobile , Wartburg 353เป็นต้น) มีอุปกรณ์ฟรีวีลในระบบส่งกำลังเพื่อให้การใช้เครื่องยนต์เบรกเป็นทางเลือก เครื่องยนต์สองจังหวะของรถจักรยานยนต์ส่วนใหญ่ตั้งแต่ทศวรรษ 1970 เป็นต้นมา มีระบบหล่อลื่นโดยปั๊มน้ำมันซึ่งทำงานแยกต่างหากจากระบบคันเร่งและระบบเชื้อเพลิง เช่นระบบ Posi-Force ของ Suzuki

ในรถยนต์ไฟฟ้าและรถยนต์ไฮบริด มอเตอร์ไฟฟ้าทำหน้าที่ สร้างแรงต้าน ในระบบขับเคลื่อนและชาร์จแบตเตอรี่ในรถยนต์โดยใช้พลังงานที่ได้จากการเคลื่อนที่ของรถ ซึ่งหากไม่เช่นนั้นพลังงานส่วนนี้ก็จะสูญเปล่า ในรถยนต์ไฮบริดเครื่องยนต์จะทำงานด้วยพลังงานไฟฟ้าเพื่อระบายพลังงานส่วนเกินเมื่อแบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้ว

ทันทีที่ปล่อยคันเร่งจนเครื่องยนต์ชะลอความเร็วลง ระบบเบรกเครื่องยนต์จะเริ่มทำงานตราบใดที่ล้อยังคงเชื่อมต่อกับเครื่องยนต์ผ่านระบบส่งกำลัง หากคลัตช์หรือทอร์คคอนเวอร์เตอร์เกิด การลื่นไถล หรือ หลุด ล้อก็จะหลุดหรือพลังงานจากการเบรกก็จะถูกดูดซับไป แรงเบรกจะแตกต่างกันไปตามเครื่องยนต์และเกียร์ที่ใช้ เกียร์ต่ำจะให้แรงเบรกสูงกว่าเนื่องจากรอบเครื่องยนต์สูงกว่าและแรงบิดที่ส่งผ่านระบบส่งกำลังก็สูงกว่า (เครื่องยนต์จะส่งแรงบิดได้สูงกว่าในเกียร์ต่ำ)

การใช้เครื่องยนต์ช่วยเบรกจะช่วยลดการสึกหรอของเบรก และช่วยให้ผู้ขับขี่ควบคุมรถได้ การใช้เครื่องยนต์ช่วยเบรกโดยการเปลี่ยนเกียร์ลงต่ำ จะช่วยควบคุมความเร็วขณะขับลงทางลาดชันและยาว ช่วยป้องกันเบรกจากการร้อนจัดหรือสึกหรอมากเกินไป หากใช้เครื่องยนต์ช่วยเบรกก่อนที่จะใช้เบรกจริง ก็จะช่วยให้เบรกยังพร้อมใช้งานสำหรับการหยุดฉุกเฉิน ความเร็วที่ต้องการจะคงอยู่ได้โดยการใช้เครื่องยนต์ช่วยเบรกเพื่อต้านแรงโน้มถ่วง การสึกหรอของระบบส่งกำลังที่อาจเกิดขึ้นจากการใช้เครื่องยนต์ช่วยเบรกสามารถลดลงได้ด้วยเทคนิคบางอย่าง การเหยียบคลัตช์เพื่อลดเกียร์ลงจะทำให้แผ่นคลัตช์สึกหรอไปพร้อมกับการชะลอความเร็วของรถ ซึ่งทำหน้าที่แทนผ้าเบรกหรือรองเบรก การเร่งรอบเครื่องยนต์ให้เหมาะสมในขณะเดียวกันจะช่วยลดแรงกดบนชิ้นส่วนของระบบส่งกำลัง ดังนั้นเครื่องยนต์ช่วยเบรกรถได้

เทคนิคการใช้เครื่องยนต์เบรกที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้ล้อลื่นไถล (หรือที่เรียกว่าการล็อกเกียร์) โดยเฉพาะบนพื้นผิวที่ลื่น เนื่องจากความเร็วลดลงมากเกินไป เช่นเดียวกับการลื่นไถลที่เกิดจากการเบรกมากเกินไป รถจะไม่สามารถกลับมาเกาะถนนได้จนกว่าล้อจะหมุนเร็วขึ้น หากผู้ขับขี่ลดแรงเบรกของเครื่องยนต์โดยการเปลี่ยนเกียร์ขึ้น หรือปลดคลัตช์ในเกียร์ธรรมดา รถก็จะสามารถกลับมาเกาะถนนได้อีกครั้ง

ในรถยนต์ไฮบริดไฟฟ้าเช่นโตโยต้า พรีอุสการเบรกด้วยเครื่องยนต์จะถูกจำลองโดยซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์เพื่อให้ตรงกับความรู้สึกของเกียร์อัตโนมัติแบบดั้งเดิม สำหรับการลงเนินระยะยาว โหมด "B" จะทำหน้าที่เหมือนเกียร์ต่ำ โดยใช้รอบการหมุนที่สูงขึ้นของเครื่องยนต์สันดาปภายในเพื่อใช้พลังงานอย่างสิ้นเปลือง ป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่ชาร์จเกิน^{[ 5 ]}รถยนต์ไฟฟ้าและไฮบริดเกือบทั้งหมดสามารถแปลงการเคลื่อนที่แบบจลน์เป็นไฟฟ้าได้ เช่นการเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนแต่เนื่องจากไม่ได้ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในเพื่อชะลอความเร็วของรถเมื่อใช้การเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน จึงไม่เหมือนกับการเบรกด้วยเครื่องยนต์

การใช้เครื่องยนต์ช่วยเบรกเป็นวิธีการที่ได้รับการยอมรับโดยทั่วไป และสามารถช่วยลดการสึกหรอของเบรกแบบเสียดทานได้ ยิ่งไปกว่านั้น ยังมีการใช้ในกีฬามอเตอร์สปอร์ตบางประเภทเพื่อลดความเสี่ยงที่เบรกแบบเสียดทานจะร้อนจัด นอกจากนี้ เครื่องยนต์ ระบบหัวฉีดเชื้อเพลิงโดยทั่วไปจะไม่ใช้เชื้อเพลิงขณะใช้เครื่องยนต์ช่วยเบรก ซึ่งเรียกว่า ระบบตัดการจ่ายเชื้อเพลิงขณะลดความเร็ว (Deceleration Fuel Cut-Off หรือ DFCO)

แม้ว่าปัจจุบันจะไม่ได้ผลิตในประเทศส่วนใหญ่แล้ว แต่ก็ยังมี เครื่องยนต์ แบบใช้คาร์บูเรเตอร์ จำนวนมาก ที่ยังคงใช้งานอยู่ ซึ่งการเบรกด้วยเครื่องยนต์ยังคงใช้น้ำมันเชื้อเพลิงอยู่ ที่รอบเครื่องยนต์สูงและวาล์วปีกผีเสื้อปิดสนิท สุญญากาศในท่อไอดีจะดูดน้ำมันเชื้อเพลิงผ่านท่อบายพาสรอบเดินเบามากกว่าที่รอบเดินเบาจริง อย่างไรก็ตาม ด้านความปลอดภัยของการเบรกด้วยเครื่องยนต์นั้นมักจะคุ้มค่ากับการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงเพียงเล็กน้อยนี้เสมอ

• ระบบเบรกแบบไดนามิกให้ผลคล้ายกับมอเตอร์ไฟฟ้า
• ตัวหน่วง
• ระบบเบรกบางประเภทในหัวรถจักรไอน้ำที่มีลักษณะคล้ายคลึงกันในเชิงแนวคิด (โดยใช้แรงอัดในกระบอกสูบของเครื่องยนต์ไอน้ำเพื่อทำการเบรก)
  • เบรกไอน้ำสวนทาง
  • เบรกแรงดันต้าน