Классификация и состав тормозных жидкостей
Класс тормозных жидкостей | Требования по стандарту FMVSS №116 «Тормозные жидкости для автомобилей» | ||||
Температура кипения, оС | Кинематическая вязкость, мм2/с | Цвет | |||
«сухой» тормозной жидкости | «увлажненной» жидкости (воды 3,5%) | «увлажненной» при температуре 100оС | при температуре -40оС | ||
ДОТ 3 | 205 не менее | 140 не менее | 1,5 не более | 1500 не менее | от светло-желтогодо светло-коричневого |
ДОТ 4 | 230 не менее | 155 не менее | 1,5 не более | 180 не менее | |
ДОТ 5.1 | 260 не менее | 180 не менее | 1,5 не более | 900 не менее | |
ДОТ 5 | 260 не менее | 180 не менее | 1,5 не более | 900 не менее | темно-красный |
Многообразие выпускаемых тормозных жидкостей в международной практике принято классифицировать по DOT (российское наименование ДОТ) – системе требований к их физико-химическим свойствам. Система была разработана американским институтом – департаментом транспорта США (Department of Transportation – отсюда и название системы) – и получила широкое международное признание.
Тормозные жидкости разделяют на четыре основных класса по ДОТ: 2,3,4 и 5.1. В классе 5.1 дополнительно выделяется ДОТ 5.1/АБС для автомобилей, оборудованных антиблокировочной системой тормозов.
В России иногда встречаются упаковки с маркировкой ДОТ 4+ или ДОТ 4.5, но к общепринятой системе классификации такая маркировка отношения не имеет.
Химический состав основы у жидкостей класса 3, 4 и 5.1 практически одинаковый – это гликоли (двухатомные спирты) и полиэфиры. Различия – в добавлении присадок. Поэтому, если нет возможности заменить тормозную жидкость в системе целиком, то при необходимости допускается добавление одного класса в другой.
Смешивание тормозных жидкостей выполняется при соблюдении правила: жидкость более высокого класса добавляют в жидкость более низкого (но ни в коем случае не наоборот).
У жидкостей класса ДОТ 5 и ДОТ 5.1/АБС в качестве основы используется силикон с добавлением гликолей, поэтому их смешивать с жидкостями других классов недопустимо.
Отличительные особенности основных классов тормозных жидкостей:
ДОТ 3
Состав определяется простыми соединениями гликолей и поэтому – невысокой себестоимостью производства, соответственно и недорогой розничной ценой.
- Главный недостаток – высокая гигроскопичность и, как следствие, быстрое снижение температуры кипения.
- Срок службы такой жидкости не более 1,5 лет.
- Область использования – автомобили с барабанными тормозами, либо передними дисковыми, задними барабанными.
ДОТ 4
В состав помимо гликолей включена борная кислота. За счет этого повышается сопротивляемость жидкости впитыванию атмосферной влаги и увеличивается, таким образом, срок службы.
- У класса ДОТ 4 самая высокая вязкость среди других классов.
- Этот класс самый популярный у автолюбителей и используется в основном на автомобилях с дисковыми (передними и задними) тормозами.
- Средний срок службы тормозной жидкости ДОТ 4 составляет 2 года.
ДОТ 5.1
По составу похож с жидкостями класса ДОТ 4, но за счет присадок имеет самую высокую температуру кипения и самую низкую вязкость среди всех классов.
- Однако эти достоинства являются причиной главного недостатка: высокой гигроскопичности, соответственно пониженного срока службы (не более года).
- Жидкость разрабатывалась для спортивных автомобилей, в которых функциональные свойства гораздо важнее показателей долговечности.
ДОТ 5
Тормозная жидкость ДОТ 5 имеет смешанный состав: гликоли и силикон.
- Достоинства (помимо низкой вязкости и высокой температуры кипения) – низкая гигроскопичность и нейтральность к материалам тормозной системы. В этом смысле жидкость имеет практически идеальные характеристики и служит 4 – 5 лет.
- Единственный серьёзный недостаток – не абсорбируемая жидкостью влага накапливается в тормозных цилиндрах и при низких температурах серьезно осложняет их работу.
- Кроме того такой состав характеризуется повышенной аэрацией (насыщением воздуха) и по этой причине запрещен к использованию в автомобилях с АБС.
ДОТ 5.1/АБС
Также имеет в основе гликоли и силикон, но бо́льшую гигроскопичность, чем ДОТ 5. За счёт этого снижается срок службы (до 2 лет), но удаётся (с учетом влияния присадок) избавиться от повышенного насыщения жидкости воздухом.
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