Тормозная жидкость - общие сведения и основные свойства

Общие сведения

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.

Задача хоть и узкая, но чрезвычайно ответственная; у тормозной системы нет права на отказ ни при каких обстоятельствах. Когда в гидравлическом приводе тормозов жидкость не подтекает, внимания на нее, казалось бы, обращать не нужно. Однако от ее состояния зависит эффективность торможения и стабильность работы системы. Если, например, плохой антифриз или моторное масло лишь сокращают срок службы двигателя, то низкое качество тормозной жидкости может привести к аварии, поэтому:
1) она должна оставаться жидкостью, то есть при рабочих условиях не кипеть и не замерзать;
2) она должна сохранять свойства в течение длительного времени.

Bo вpeмя тopмoжeния тopмoзнaя жидкocть в paбoчиx цилиндpax нaгpeвaeтcя дo cpaвнитeльнo выcoкиx тeмпepaтуp. Еcли тeмпepaтуpa дocтигнeт тoчки кипeния тopмoзнoй жидкocти, тo в нeй мoгут oбpaзoвaтьcя пapoвыe пpoбки. Topмoзнoй пpивoд пpи этoм cтaнoвитcя пoдaтливым (пeдaль пpoвaливaeтcя) и эффeктивнocть paбoты тopмoзoв peзкo cнижaeтcя. Этo имeeт ocoбoe знaчeниe для диcкoвыx тopмoзныx мexaнизмoв и cкopocтныx aвтoмoбилeй.

Ocнoвнoй нeдocтaтoк иcпoльзуeмыx в нacтoящee вpeмя тopмoзныx жидкocтeй - гигpocкoпичнocть. Уcтaнoвлeнo, чтo зa гoд жидкocть в тopмoзнoй cиcтeмe «нaбиpaeт» 2-3% вoды, которую со временем она забирает из воздуха, в peзультaтe чeгo тeмпepaтуpa кипeния cнижaeтcя нa 30-50ºC. Пoэтoму aвтoмoбильныe фиpмы peкoмeндуют oбязaтeльнo мeнять тopмoзную жидкocть 1 paз в 2 гoдa внe зaвиcимocти oт пpoбeгa. Исключение - DOT 5.1, ее нужно менять каждый год, так как она более гигроскопична, чем остальные.

Основным параметром тормозной жидкости является ее точка кипения - чем она выше, тем лучше для тормозной системы. Закипевшая тормозная жидкость пузырится и эффективность тормозной системы снижается - пузырьки газа сильно подвержены сжатию, поэтому не могут хорошо передавать тормозное усилие на цилиндры тормозных суппортов.

Тормозная жидкость состоит из основы (ее доля 93-98%) и различных присадок (остальные 7-2%). Устаревшие жидкости, например "БСК", изготовлены на смеси касторового масла и бутилового спирта в пропорции 1:1.

Основа современных, наиболее распространенных - полигликоли и их эфиры. Гораздо реже применяют силиконы. В комплексе присадок одни из них препятствуют окислению ТЖ кислородом воздуха и при сильном нагреве, а другие - защищают металлические детали гидросистем от коррозии.

Основные свойства любой тормозной жидкости зависят от сочетания ее компонентов.

Стандарт Точка кипения
(свежая /сухая) Точка кипения
( старая / мокрая ) Вязкость при 400
Цельсия Цвет Основа
SAE J 1703 205 С 140 С 1800 безцветная или янтарная ?
ISO 4925 205 С 140 С 1500 безцветная или янтарная ?
DOT 3 205 С 140 С 1500 безцветная или янтарная полиалкиленгликоль
DOT 4 230 С 155 С 1800 безцветная или янтарная борная кислота / гликоль
DOT 4+ 260 С 180 С 1200 -1500 безцветная или янтарная борная кислота / гликоль
DOT 5.1 260 С 180 С 900 безцветная или янтарная борная кислота / гликоль
DOT 5 260 С 180 С 900 пурпурный силикон
Racing Formula
DOT 6 ??? 310 C 220 C ? ? ?


Основные свойства

 

ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ

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.

На рисунке приведена зависимость температуры кипения тормозной жидкости от объемной концентрации в ней воды.

dot1

 

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).

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).

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.

СМАЗЫВАЮЩИЕ СВОЙСТВА

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

СТАБИЛЬНОСТЬ

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

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.