Химический состав тормозной жидкости

Важные критерии тормозной жидкости

Независимо от марки и модели транспортного средства к тормозной жидкости предъявляется одинаковый ряд требований

В таблице ниже кратко рассмотрены основные критерии ТЖ, на которые следует обратить внимание перед покупкой

Назначение и свойства тормозных жидкостей

Назначение тормозной жидкости очевидно – обеспечивать безынерционную (практически мгновенную) передачу усилия с педали тормоза на тормозные механизмы. При этом используется одно из основных качеств жидкости, при нормальных условиях окружающей среды: несжимаемость.

Однако условия эксплуатации часто далеки от нормальных: интенсивное торможение в горной местности или при агрессивной манере езды вызывают перегрев и закипание тормозной жидкости, появление в ней пузырьков газа. Газообразные включения ухудшают несжимаемость, приводят к «проваливанию» педали тормоза и фактическому отказу в работе тормозной системы. Таким образом, температура закипания – пожалуй, важнейшая характеристика тормозной жидкости: чем она выше, тем лучше сохраняются рабочие функции жидкости.

Непосредственное влияние на температуру закипания оказывает наличие в тормозной жидкости влаги, соответственно ещё одним важным свойством является гигроскопичность. Дело том, что тормозная жидкость периодически подвергается в процессе эксплуатации тепловым циклам нагревания и охлаждения, и впитывает в течение этих циклов атмосферную влагу. А это, в свою очередь, снижает температуру кипения и ухудшает её функциональные свойства.

Именно из-за гигроскопичности появились просторечные понятия «сухая» и «увлажнённая» тормозная жидкость, широко используемые в автомобильном сообществе.

Насколько сильно меняются свойства «сухой» жидкости от содержания в ней влаги в процентном отношении? Из графика изменения температуры кипения для различных типов тормозной жидкости (смотрите на рисунке выше) видно, что 3,5% содержания воды уменьшает температуру кипения почти в полтора раза

Вязкость – важная техническая характеристика, которая имеет особое значение для тормозной жидкости при эксплуатации в условиях низких температур: загустевание может привести к ухудшению и даже отказу работы тормозной системы, а слишком текучая жидкость – к образованию течей при повышении рабочей температуры.

Принято (стандарт американского общества инженеров SAE) измерять этот показатель при температурах +100 оС и –40 оС. Контрольные цифры порогового значения вязкости для широко применяемых тормозных жидкостей следующие:

• при низких температурах – не менее 1800 сСт,
• при высоких – не более 1,5 сСт.

Как и другие технические жидкости, тормозная влияет на образование очагов коррозии на соприкасающихся металлических поверхностях. Корродирующие внутренние рабочие поверхности тормозных цилиндров затрудняют перемещение поршней, приводят к перепуску рабочей жидкости (следствие – всё то же «проваливание» педали тормоза), способствуют образованию течей в уплотнениях.

Хорошая тормозная жидкость должна иметь высокие антикоррозионные свойства. Для предотвращения коррозии в неё добавляют ингибиторы – вещества, резко замедляющие нежелательный процесс. Насколько эффективно работают ингибиторы, оценивают выдерживанием в «увлажнённой» до 3,5% жидкости образцов металлов тормозной системы в течение 120 часов при температуре 100 оС.

Воздействие на резину (материал уплотнений) также является важным свойством тормозной жидкости. Плохая совместимость с резиновыми уплотнителями может приводить как к набуханию манжет, так и их усадке. В первом случае возрастает риск разрушения уплотнений поршнем, а во втором образования течей.

Количественно эта характеристика оценивается на основании испытаний: выдерживании манжет в тормозной жидкости при температурах +70 оС и +100 оС, и последующих замерах физико-механических свойств образцов испытаний.

Работа тормозных, как и всяких других гидравлических цилиндров, предъявляет определённые требования к смазывающим свойствам рабочей жидкости. Прежде всего, это относится к показателям износостойкости поверхностей самих цилиндров, поршней и уплотнений. Смазывающие свойства оценивают на основании результатов стендовых испытаний, имитирующих работу тормозных цилиндров в тяжелых условиях эксплуатации.

Стабильность сохранения физико-химических характеристик в рабочем диапазоне температур ещё одно немаловажное свойство тормозной жидкости. А диапазон этот достаточно широк – от минус 50 до плюс 150 оС, и внутри него необходимо обеспечить стойкость жидкости к окислению, образованию осадков и отложений, нарушающих однородность структуры

Вакуумный усилитель тормозов

Чем большей становилась масса автомобиля, тем большее усилие требовалось приложить к педали тормоза, чтобы достаточно эффективно снизить скорость или остановить автомобиль. Было бы непростительной ошибкой не использовать те физические процессы, которые происходят во время работы двигателя. Ошибки не совершили — установили вакуумный усилитель. Почему вакуумный? Он использует разрежение, создаваемое во впускном коллекторе двигателя. Устройство такого усилителя несложное (рисунок 7.7): есть корпус, разделенный диафрагмой на две камеры – вакуумную и атмосферную. На штоке педали тормоза, внутри усилителя, установлен следящий клапан (Для простоты восприятия на рисунке 7.7 следящий клапан не показан), открывающий или перекрывающий доступ атмосферного давления в атмосферную камеру. Кроме того, установлена возвратная пружина диафрагмы усилителя. После усилителя последовательно установлен главный тормозной цилиндр.

Рисунок 7.7 Вакуумный усилитель тормозов в сборе с педалью и главным тормозным цилиндром.

Примечание
В силу различных конструктивных особенностей двигателей разрежение может подводиться не только от впускного коллектора, но и от специального вакуумного насоса. Например, для всех дизельных двигателей используется вакуумный насос, поскольку у них разрежение во впускном коллекторе небольшое.

Как это работает? Довольно просто: в исходном положении (когда тормозить никто не собирается) давление в обеих камерах одинаковое и равно давлению, создаваемому во впускном коллекторе. Как только возникнет необходимость затормозить, необходимо будет нажать на педаль тормоза — перемещение педали передастся через толкатель к следящему клапану. Клапан перекроет канал, который соединяет атмосферную камеру с вакуумной. Дальнейшее перемещение соединит атмосферную камеру с атмосферой. Возникнет перепад давления, который начнет воздействовать на диафрагму и перемещать ее, преодолевая усилие возвратной пружины, а диафрагма, в свою очередь, будет перемещать шток поршня главного тормозного цилиндра.

Примечание
Такая конструкция вакуумного усилителя обеспечивает значительное дополнение усилия (усилие может достигать пятикратного увеличения) на штоке поршня главного тормозного цилиндра, которое пропорционально усилию на педали тормоза. Если проще — чем сильнее вы будете давить на педаль, тем сильнее и эффективнее будет работать вакуумный усилитель.

Как только водитель отпустит педаль тормоза, атмосферный клапан перекроется, давление в обеих камерах усилителя выровняется, а диафрагма вернется в исходное положение под действием возвратной пружины.

Проверки вакуумного усилителя

Важно знать, что, садясь за рабочее место водителя, следует всегда проверять техническое состояние вакуумного усилителя. Как это сделать? Элементарно…. Для проверки работы вакуумного усилителя тормозов необходимо выполнить следующие процедуры:

Для проверки работы вакуумного усилителя тормозов необходимо выполнить следующие процедуры:

1. Запустить двигатель на 1-2 минуты, а потом заглушить его. Если при первом нажатии на педаль тормоза педаль нажата полностью, но при последующих нажатиях ход педали становится больше с каждым нажатием, значит усилитель работает правильно. Если высота хода педали остается неизменной, значит усилитель работает нормально.

Рисунок 7.8 Иллюстрация к п. 1.

2. При неработающем двигателе нажать на педаль тормоза несколько раз. Потом нажать на педаль тормоза и запустить двигатель. Если педаль движется вниз незначительно, это является нормальной работой усилителя. Если движение педали не изменяется, усилитель неисправен.

Рисунок 7.9 Иллюстрация к п. 2.

3. При работающем двигателе, нажать на педаль тормоза и потом остановить двигатель. Удерживать педаль нажатой около 30 секунд. Если высота педали не изменяется, усилитель работает нормально, если педаль поднимается — усилитель неисправен.

Рисунок 7.10 Иллюстрация к п. 3.

Выполнить три теста, описанных выше. Если хотя бы один тест из трех не соответствует нормальной работе, проверить обратный клапан, вакуумный шланг и усилитель на наличие повреждений.

Марки и состав тормозных жидкостей

Поскольку по химии у нас тройка, то вникать в формулы и валентность компонентов тормозной жидкости не станем. Достаточно знать, что на 95-98% она состоит из основы, которая и определяет марку жидкости. Остальная доля приходится на присадки для улучшения эксплуатационных характеристик и красители

Нам важно знать, что жидкости бывают трёх типов:

• минеральные;
• гликолевые;
• силиконовые.

Минеральные жидкости

Минеральные тормозные жидкости бля старых автомобилей БСК, ТЖ22

Самые дешёвые и простые минеральные жидкости состоят из касторки и спирта. Пример — жидкость красного цвета БСК, которая использовалась для древних автомобилей с барабанными тормозами. У неё все отлично с гигроскопичностью (не впитывает воду), она прекрасно справляется со смазыванием трущихся элементов и не влияет на лаки и краски.

Одна беда, БСК не соответствует стандарту DOT по температурным показателям и вязкости, поэтому применение таких составов на машинах с дисковыми тормозами запрещено. Минеральные составы ни в коем случае нельзя смешивать с гликолевыми и силиконовыми, касторовое масло сворачивается и образуются сгустки, закупоривающие тормозные магистрали и гидроузлы системы.

Жидкости на основе гликоля

Полигликолевые тормозные жидкости изготовлены на основе многоатомных спиртов, если это кому-то о чем-то скажет. Важная их особенность в том, что они не закипают при высоких температурах, а это значит, что их можно использовать в тормозных системах всех современных автомобилей с дисковым тормозным механизмом. Эти составы имеют хорошую вязкость и неплохо смазывают трущиеся элементы системы. Основной их минус в том, что они могут впитывать влагу. Влага попадает в систему в основном в виде конденсата на пробке расширительного бачка, а чем больше процент воды в жидкости, тем быстрее она закипит, тем больше вязкость на морозе, тем хуже смазывающие свойства и больше вероятность поражения коррозией трубок, поршней и тормозных цилиндров.

Составы на основе гликоля DOT 3, DOT 4, DOT 5.1 Ferodo

Все гликолевые жидкости маркируются DOT 3, DOT 4, DOT 5.1. В принципе, они взаимозаменяемы, но все же смешивать составы разных производителей крайне нежелательно, кто знает какие добавки входят в состав и как они будут реагировать на состав фирмы-конкурента.

И ещё одно предостережение — для автомобилей старше 18-20 лет применение жидкостей DOT 3, 4 и 5.1 небезопасно, ведь резиновые детали (манжетные уплотнители, пыльники) не рассчитаны на контакт с гликолем и запросто могут растворяться в нем или разрушаться.

Силиконовые тормозные жидкости DOT 5

Составы на основе силикона считаются самыми прогрессивными. Они разрабатываются на основе кремнийорганических полимеров и способны держать температуру кипения до +350°С без изменения свойств. Эти жидкости не замерзают даже при стоградусной минусовой температуре и абсолютно равнодушны к влаге. Небольшой минус их в том, что смазывающие свойства пока ещё оставляют желать лучшего, но в передовых лабораториях уже вовсю работают над этим.

Силиконовые жидкости DOT5 от Johnsen’s

Жидкостям DOT 5 прямая дорога в автомобильный спорт, поскольку именно там пригодится их способность не закипать при сильном нагреве дисков и колодок. В гражданской технике силиконовые жидкости используются крайне редко.

Важно запомнить, что жидкости типа DOT 5 и DOT 5.1 ни в коем случае смешивать нельзя. Это вызовет сворачиваемость компонентов и выход системы из строя

На упаковке таких составов обязательно обозначают «silicon based brake fluids», жидкость на основе силикона или SBBF.

Теоретически, жидкости типов DOT 3, 4 и 5.1 смешивать можно. Но желательно одного производителя.

Химический состав тормозной жидкости, как подобрать тормозную жидкость по химическому составу?

Гликоли. Большинство тормозных жидкостей основано на различных соединениях гликолей (двухатомных спиртов). Хотя эти соединения используются для получения тормозных жидкостей, удовлетворяющих требования стандарта DOT 3. их превышенные гигроскопические свойств являются причиной относительно встрой абсорбции влаги, сопровождающейся снижением температуры кипения тормозной жидкости. При условии, если свободные гидроксилы частично связаны сложными эфирами с борной кислотой. >разуется высококачественная тормозная жидкость DOT 4 (или «DOT 4+», Super DOT 4»), которая, при взаимодействии с влагой, полностью ее нейтрализует. Поскольку снижение темпе­ратуры кипения тормозной жидкости DOT 4 за время ее эксплуатации происходит значительно медленнее по сравнению с жидкостью DOT 3, срок службы увеличивается.

Жидкости на основе минеральных масел (ISO 7308). Преимуществом тормозных жидкостей созданных на основе минеральных масел. является отсутствие у них гигроскопичности, поэтому температура кипения (при отсутствии абсорбции влаги не снижается. Минеральные и синтетические масла для тормозных жидкостей отбираются с особой тщательностью. Для обеспечения как можно меньшей зависимости вязкости от температуры в тормозную жидкость добавляются спе­циальные присадки.

Нефтяная промышленность, помимо топлив, также поставляет для тормоз­ных жидкостей различные присадки, улучшающие их свойства. Следует от­метить, что не рекомендуется в тормоз­ные системы, в которых в качестве тормозной жидкости применяются гликоли добавлять тормозные жидкости, соз­данные на основе минеральных масел (или наоборот), чтобы не допустить на­бухания эластомеров.

Силиконовые жидкости (SAE J 1705). Поскольку силиконовые жидкости, так­же как и минеральные масла, не абсор­бируют влагу, они в ряде случаев ус­пешно применяются в качестве тормоз­ной жидкости. Недостатками сили­коновых жидкостей являются сущест­венно более высокая сжимаемость и худшие смазывающие свойства, что ог­раничивает их применение в качестве рабочей жидкости во многих гидравли­ческих системах,

RosDOT-4: краткий обзор

Отечественный производитель в данном случае уделил особое внимание температурным характеристикам. Свежая жидкость закипает при 255 градусах, а эксплуатируемая в течение года – приблизительно при 170 градусах

Дзержинский завод выпустил действительно качественный продукт, который по своим свойствам и характеристикам превзошел «Ликви Моли». Отечественный продукт имеет доступную стоимость и широко распространен по всем магазинам РФ. Тут вы не увидите ничего необычного – это рядовая «тормозуха» по приемлемой цене.

Как вы видите, лучшая тормозная жидкость ДОТ-4 выпускается фирмой «Кастрол». Несмотря на высокую стоимость, она очень и очень хороша.

1.Принцип работы тормозной жидкости.

Наверное, все автомобилисты знают, для чего в автомобиле нужна тормозуха. Однако не все знают, как она работает, что входит в состав тормозной жидкости и какие важные эксплуатационные характеристики зависят от её состава.

Для начала вкратце пробежимся по принципу работы. Итак, тормозит автомобиль тормозными колодками, которые прижимаются к вращающимся деталями колеса (тормозной диск, или тормозной барабан у старых авто), создавая сопротивление вращению трением. В результате колесо замедляет вращение и останавливается. Колодки начинают прижиматься к диску/барабану в результате нажатия на педаль тормоза водителем. Вроде всё просто, однако машина — вещь тяжёлая, и остановить её быстро используя только силу ног водителя нельзя. Кроме того, ведь усилие с педали на колодки надо как-то передать, и система механических рычагов здесь была бы весьма неудобна.
Чтобы решить эти две проблемы (передачу усилия и его увеличение), было решено воспользоваться таким свойством жидкости, как несжимаемость. То есть, как бы вы не старались надавить, уменьшить объём жидкости существенно не удастся (в отличие от газов/пара), а значит всё, что вы «вжали» с одного конца трубки, «выжмется» на другом конце, передавая ваше движение.

Лучшие тормозные жидкости зарубежного производства

Классификация тормозных жидкостей по DOT

Тормозные жидкости классифицируют по международной системе DOT, которая впервые была предложена в Америке. Сама аббревиатура DOT переводится как Department of Transportation, то есть департамент транспорта. Именно американский департамент транспорта принял решение о введении единой классификации DOT, в зависимости от состава тормозной жидкости.

В данный момент в мире насчитывается пять классов DOT, но имеются некоторые нюансы, из-за которых на самом деле таких классов больше. Выделяют следующие тормозные жидкости:

DOT 1 и DOT 2. Это самые первые тормозные жидкости, выпущенные производителями в начале 20 века. В данный момент они практически не используются, за исключением ретро-автомобилей, и тому есть логичное обоснование. Дело в том, что в момент выпуска жидкостей класса DOT 1 и DOT 2 в массовом сегменте преобладали тихоходные автомобили. Поскольку они были медленными, при их торможении выделялось меньше тепла, чем выделяется у современных автомобилей. Жидкости класса DOT 1 и DOT 2 были выполнены на основе минеральных веществ, и они справлялись с подобной температурой, не закипая. В современных тормозных системах выделяется при торможении значительно больше тепла, вплоть до 300-400 градусов по Цельсию, с чем составы на основе минеральных веществ никак не могут справиться (имея температуру кипения в 120-130 градусов);

DOT 3. Революционная тормозная жидкость, которая смогла решить проблему закипания, соответственно, ее стали заливать в более быстрые автомобили. Тормозная жидкость данного класса выполнена на основе гликоли, а ее температура кипения в сухом виде находится на уровне порядка 230 градусов по Цельсию;

DOT 4. Тормозная жидкость, которая отличается от DOT 3 только набором присадок. Она также выполнена на основе гликоли, но за счет использования присадок ее порог кипения удалось немного увеличить. Закипает жидкость DOT 4 (при условии, что она сухая) при температуре около 240 градусов по Цельсию. Стоит отметить, что до сих пор тормозная жидкость класса DOT 4 активно используется, и для большинства современных автомобилей ее характеристик достаточно. Срок использования тормозной жидкости класса DOT 4 составляет порядка 2-3 лет, после чего ей требуется замена;

DOT 5.1. Еще одно развитие тормозных жидкостей на основе гликоля. Современные присадки добавляются в тормозные жидкости данной классификации, чтобы еще повысить ее порог закипания. Он составляет (для сухой жидкости) в данном случае 260 градусов. Но стоит отметить, что тормозные жидкости DOT 5.1 используются реже, нежели вариации классификации DOT 4. Дело в том, что они значительно дороже, при этом их эксплуатационные свойства не сильно лучше, и производители бюджетных автомобилей применяют именно класс DOT 4;

DOT 5. Полноценное новое поколение тормозных жидкостей, которое получило инновационное изменение – новую основу. В качестве основы данной жидкости используются силиконы

Температура кипения такого состава находится на уровне в 260 градусов по Цельсию для сухой жидкости, но здесь важно отметить, что сухой силиконовая жидкость остается дольше, чем гликолевая. Дело в том, что силикон значительно менее охотно впитывает влагу, благодаря чему его можно использовать без замены 4-5 лет

Стоит отметить, что также в продаже присутствует классификация DOT 5.1/ABS, фактически это аналог DOT 5, но с некоторыми нюансами.

Если посмотреть информацию выше, может сложиться впечатление, что тормозная жидкость DOT 5 –  это идеальное решение для современного автомобиля. Это не совсем так. Одной из задач тормозной жидкости является смазка компонентов системы торможения, среди которых поршни, сальники, цилиндры и прочее. Специалисты сходятся на том, что гликолевые тормозные жидкости лучше подходят для смазывания сальников, тогда как силиконовые могут привести к их быстрому старению.