СВОЙСТВА ТОРМОЗНОЙ ЖИДКОСТИ

СВОЙСТВА ТОРМОЗНОЙ ЖИДКОСТИ

Тормозная жидкость — это важный компонент тормозной системы. Её главное назначение — передавать усилие от главного тормозного цилиндра к колесным.

Поскольку большинство жидкостей практически несжимаемо, давление будет передаваться по жидкости, и по истечении ничтожно малого времени будет одинаковым во всем объеме, занимаемом этой жидкостью. То есть жидкость проводит давление примерно так же, как провода проводят электрический ток. И поскольку провода делают не из первого попавшегося материала, а из того который подходит, так и жидкость должна иметь определенные свойства, чтобы быть хорошим проводником давления.

В тормозных системах с гидравлическим приводом в основном применяют следующие тормозные жидкости: БСК, Нева, Томь, Роса — в отечественных автомобилях, SАЕ J 1703ISO 4925, DОТЗ, DОТ4, БОТ4+, DОТ5.1, DОТ5, Racing Formula DOT 6— в иномарках.

Основные свойства тормозной жидкости

1.ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ

Основным параметром тормозной жидкости является ее температура кипения — чем она выше, тем лучше для тормозной системы. Закипевшая тормозная жидкость пузырится и эффективность тормозной системы снижается.

Чем она выше, тем меньше вероятность образования паровой пробки в системе. При торможении автомобиля рабочие цилиндры и жидкость в них нагреваются. Если температура превысит допустимую, ТЖ закипит, и образуются пузырьки пара. Несжимаемая жидкость станет «мягкой», педаль «провалится», а машина не остановится вовремя.

Чем быстрее ехал автомобиль, тем больше тепла выделится при торможении. А чем интенсивнее замедление, тем меньше времени останется на охлаждение колесных цилиндров и подводящих трубок. Это характерно для частых длительных торможений, например в горной местности и даже на равнинном шоссе, загруженном транспортом, при резком «спортивном» стиле управления автомобилем. Внезапное закипание ТЖ коварно тем, что водитель не может предугадать этот момент.

Рабочая температура тормозной жидкости колеблется от — 50 (на стоящем автомобиле в сильный мороз) до + 150 при движении по горным дорогам.

Итак, что произойдет при закипании тормозной жидкости?  

Пузырьки пара вытесняют некоторую ее часть в расширительный бачок ГТЦ. В системе остается жидкость, перемешанная с пузырьками пара. Но если сама жидкость несжимаема, то микроскопические пузырьки как раз хорошо сжимаются. И теперь передаваемое давление в первую очередь пойдет на сжатие пузырьков во всем объеме. Как это будет выглядеть для водителя: педаль тормоза станет мягкой, провалится, а торможения нет.

Температура кипения тормозной жидкости напрямую зависит от содержания в ней воды, и с повышением ее концентрации снижается. Поэтому тормозная жидкость должна обладать минимальной гигроскопичностью (влагопоглощением). Кроме этого, влага в системе способствует коррозии цилиндров, а в холодное время — и образованию ледяных пробок.

Наличие в тормозной жидкости всего 2-3 процентов воды снижает температуру ее кипения примерно на 70 градусов. На практике это означает, что при торможении DOT-4, например, закипит, не разогревшись и до 160 градусов, в то время как в «сухом» (то есть без влаги) состоянии это произойдет при 230 градусах. Последствия будут такие же, как если бы в тормозную систему попал воздух: педаль становится колом, тормозное усилие резко ослабевает.

2. ВЯЗКОСТЬ

Характеризует способность жидкости прокачиваться по системе. Температура окружающей среды и самой ТЖ может быть от минус 40°С зимой в неотапливаемом гараже (или на улице) до 100°С летом в моторном отсеке (в главном цилиндре и его бачке), и даже до 200°С при интенсивном замедлении машины (в рабочих цилиндрах). В этих условиях изменение вязкости жидкости должно соответствовать проходным сечениям и зазорам в деталях и узлах гидросистемы, заданным разработчиками автомобиля.

Замерзшая (вся или местами) ТЖ может блокировать работу системы, густая — будет с трудом прокачиваться по ней, увеличивая время срабатывания тормозов. А слишком жидкая — повышает вероятность течей.

А что будет если жидкость не обладает достаточной морозостойкостью, то есть резко меняет свои свойства при понижении температуры или просто замерзает?

Наиболее критичным параметром при этом становится вязкость — если она увеличится, то заметно возрастет время срабатывания тормозов.

В стандарте, разработанном Международным объединением инженеров транспорта (SAE), прямо указано, что вязкость тормозной жидкости при -40С не должна превышать 1800 сСт (мм2/с).

3. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА РЕЗИНОВЫЕ ДЕТАЛИ

Уплотнения не должны разбухать в ТЖ, уменьшать свои размеры (давать усадку), терять эластичность и прочность больше, чем это допустимо. Распухшие манжеты затрудняют обратное перемещение поршней в цилиндрах, поэтому не исключено подтормаживание автомобиля. С усевшими уплотнениями система будет негерметичной из-за утечек, а замедление — неэффективным (при нажатии педали жидкость перетекает внутри главного цилиндра, не передавая усилие тормозным колодкам).

4. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА МЕТАЛЛЫ

Детали из стали, чугуна и алюминия не должны корродировать в ТЖ. Иначе поршни «закиснут» или манжеты, работающие по поврежденной поверхности, быстро износятся, а жидкость вытечет из цилиндров либо будет перекачиваться внутри них. В любом случае гидропривод перестает работать.

5. СМАЗЫВАЮЩИЕ СВОЙСТВА

Чтобы цилиндры, поршни и манжеты системы меньше изнашивались, тормозная жидкость должна смазывать их рабочие поверхности. Царапины на зеркале цилиндров провоцируют течи ТЖ.

6. СТАБИЛЬНОСТЬ

Устойчивость к воздействию высоких температур и окислению кислородом воздуха, которое в нагретой жидкости происходит быстрее. Продукты окисления ТЖ разъедают металлы.

7. ГИГРОСКОПИЧНОСТЬ

Склонность тормозных жидкостей на полигликолевой основе поглощать воду из атмосферы. В эксплуатации — в основном через компенсационное отверстие в крышке бачка. Чем больше воды растворено в ТЖ, тем раньше она закипает, сильнее густеет при низких температурах, хуже смазывает детали, а металлы в ней корродируют быстрее.

Типы тормозных жидкостей

Тормозные жидкости – высокотехнологичный продукт, который состоит из основы (ее доля 93-98%) и различных добавок, присадок, иногда красителей (2-7%).

По своей основе тормозные жидкости делятся на:

• — минеральные (касторовые)
• — гликолевые
• — силиконовые

1. Гликолевые (DOT 3, DOT 4, DOT 5.1)

Тормозные жидкости, имеющие в качестве основы полигликоли и их эфиры – группы химических соединений на основе многоатомных спиртов. У них высокая температура кипения, хорошие вязкостные и удовлетворительные смазывающие свойства. Основным недостатком гликолевых жидкостей является гигроскопичность – склонность поглощать воду из атмосферы.

В эксплуатации это в основном происходит через компенсационное отверстие в крышке бачка главного тормозного цилиндра. Чем больше воды растворено в тормозной жидкости, тем ниже ее температура кипения, больше вязкость при низких температурах, хуже смазываемость деталей и сильнее коррозия металлов.

2. Минеральные

Представляют собой различные смеси в пропорции 1:1 касторового масла и спирта, например бутилового (красно-оранжевая жидкость «БСК»). Такие жидкости обладают хорошими смазывающими и защитными свойствами, негигроскопичны, не агрессивны к лакокрасочным покрытиям. Но они не соответствуют международным стандартам по основным показателям: имеют низкую температуру кипения (их нельзя применять на машинах с дисковыми тормозами) становятся слишком вязкими уже при минус 20°С.

Минеральные жидкости нельзя смешивать с гликолевыми, иначе возможно набухание резиновых манжет узлов гидропривода и образование сгустков касторового масла.

НЕОБХОДИМО ПОМНИТЬ!

На автомобилях, выпущенных более 20 лет тому назад, резина манжет может быть несовместимой с гликолевыми жидкостями – для них необходимо использовать только минеральные тормозные жидкости (или придется менять все манжеты).

3. Силиконовые (DOT 5)

Изготавливаются на основе кремний-органических полимерных продуктов. Их вязкость мало зависит от температуры, они инертны к различным материалам, работоспособны в диапазоне температур от –100 до +350°С и не адсорбируют* влагу. Их применение в частности ограничивают недостаточные смазывающие свойства.

ВНИМАНИЕ!

Основанные на силиконе жидкости несовместимы с другими.

Силиконовые жидкости класса DOT 5 следует отличать от гликолевых DOT 5.1, так как сходство наименований может привести к путанице. Для этого на упаковке дополнительно обозначают:

DOT 5 – SBBF («silicon based brake fluids» — тормозная жидкость, основанная на силиконе)

DOT 5.1 – NSBBF («non silicon based brake fluids» — тормозная жидкость, не основанная на силиконе).

Адсорбция (лат. Ad – на, при; sorbeo – поглощаю) – процесс сгущения газообразного или растворенного вещества на поверхности раздела фаз.

До недавнего времени в отечественных автомобилях широко применялась тормозная жидкость БСК, представляющая собой смесь равного количества бутилового спирта и касторового масла с добавлением органического красителя (цвет жидкости оранжево-красный).

Жидкость имела хорошие смазывающие свойства, но невысокие вязкостно-температурные показатели. Ее можно использовать в гидроприводах тормозов и сцепления грузовых и легковых (кроме ВАЗ) автомобилей в зонах умеренного климата. При температуре ниже минус 17°С жидкость БСК из-за интенсивной кристаллизации начинает переходить в твердую фазу. Верхний температурный предел работоспособности также невелик — жидкость закипает при 115°С.

При попадании в систему воды однородность жидкости нарушается и она становится не-пригодной к использованию.

Жидкость БСК не гигроскопична — это ее достоинство, со временем ее температура кипения снижается не так ощутимо, как у тормозных жидкостей на гликолевой основе, но абсолютные значения температуры кипения 115-110°С не могут обеспечить надежную работу  тормозов современных автомобилей на режимах с интенсивным торможением. Кроме того, к недостаткам касторовых тормозных жидкостей можно отнести выпаривание спирта при работе с высокими температурами.

Улучшенные эксплуатационные свойства (надежная работа тормозных систем в интервале температуры от -50 до +150°С, противоизносные, защитные характеристики) у жидкостей ГТЖ-22М и «Нева» на основе гликолей с комплексом присадок.

Это прозрачные жидкости желтого цвета, имеющие хорошие вязкостно-температурные свойства, низкую испаряемость. Жидкость «Нева» рекомендована для применения в приводах тормозов современных легковых автомобилей (за исключением ГАЗ-24 выпуска до 1985 г., из-за несовместимости с резиновыми манжетными уплотнениями гидропривода). При поглощении воды расслаивание жидкости в системе не происходит, так как вода хорошо растворима в гликолях. Основной недостаток жидкостей — высокая гигроскопичность. В результате накопления влаги в жидкости резко(со 180-200°С до 120-140°С) уменьшается температура ее кипения. Жидкость ГТЖ-22М по показателям близка к «Неве», но обладает худшими антикоррозионными и вязкостно-температурными свойствами.

Более высокое качество имеет всесезонная тормозная жидкость «Томь», представляющая собой смесь гликолей (этилкарбитола) и эфиров борной кислоты с добавлением вязкостной и антикоррозионный присадки.

По внешнему виду очень похожа на жидкости «Нева» и ГТЖ-22М. Основные ее пре-имущества — меньшая гигроскопичность, незначительное снижение температуры кипения при обводнении (с 205-220°С до 140-160°С), улучшенные противоизносные и антикоррозионные свойства.

Эксплуатационные свойства жидкости обеспечивают надежную работу приводов тормозов всех отечественных грузовых и легковых автомобилей.

Жидкость «Роса» представляет собой композицию на основе боросодержащих соединений, антиокислительных и антикоррозионных присадок. По внешнему виду — это прозрачная бесцветная однородная жидкость, имеющая исключительно хорошие эксплуатационные свойства (особенно высокотемпературные — температура кипения «сухой» и «увлажненной» жидкости 260°С и 165°С соответственно). Ее можно использовать в тормозных системах всех типов автомобилей при температуре окружающей среды от -50 до +50°С.

Следует отметить, что жидкости «Нева», «Роса», «Томь» полностью совместимы, их смешивание возможно в любых соотношениях. Заметим, что смешивание указанных жидкостей с БСК недопустимо, так как это приведет к расслоению смеси и потере необходимых эксплуатационных свойств.

Зарубежными аналогами жидкостей «Нева» и «Томь» являются жидкости, соответствующие международной классификации ДОТ-3, которые имеют температуру кипения более 205°С, а жидкости «Роса» — жидкости ДОТ-4 с температурой кипения более 230°С.

Свойства импортных тормозных жидкостей приведены в таблице.

Свойства импортных тормозных жидкостейСтандартТемпература кипения свежей ЖИДКОСТИ, °СТемпература кипения влажной, старой жидкости, °СВязкость при 40°СЦветSAEJ17032051401800Безцветная или янтарныйISO 49252051401500DOT 32051401500DOT 42301551800DОТ 4+2601801200-1500DОТ 5.1260180900DОТ 5260180900ПурпурныйRacing Formula DОТ 6310

Какую тормозную жидкость выбрать?

Какую тормозную жидкость выбрать? Этим вопросом задаются многие владельцы автомобилей. Следует понимать, что в мире существует несколько систем или стандартов — европейские SAE и ISO, японская JIS и американская DOT. В последнее время большинство производителей склоняются к стандарту DOT.

Все типы импортных тормозных жидкостей, за исключением DОТ 5, гигроскопичны. Как правило, тормозную жидкость меняют один раз в два года, исключение составляет DОТ 5.1, ее нужно менять каждый год, так как она более гигроскопична, чем остальные. Это означает, что при переходе на эту жидкость необходимо полностью промыть и просушить тормозную систему. Остальные типы жидкостей одного и того же производителя можно смешивать.

По материалам: avto-opel.com