ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ПРИМОРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»
Институт механизации сельского хозяйства
Кафедра естественнонаучных дисциплин
Контрольная работа
по химии ГСМ
тема: «Тормозные жидкости»
Выполнил: студент 1 курса
заочной формы обучения
Чекасов Владимир Сергеевич
Уссурийск 2011
Введение
Для начала следует понять, что тормозная жидкость – это рабочее тело гидравлической тормозной системы, передающее давление от главного тормозного к колесным цилиндрам, которые прижимают тормозные колодки к дискам или барабанам. От того, насколько эффективно решается эта задача, напрямую зависит жизнь самого водителя и его пассажиров. Гидравлический тормозной привод современного автомобиля получил такое название потому, что все его полости заполнены специальной жидкостью. Педаль тормоза связана с поршнем главного тормозного цилиндра. При торможении жидкость из цилиндра вытесняется и передает усилие на поршни колесных тормозных цилиндров. Последние выдвигаются, приводя в действие тормозные колодки, и автомобиль замедляет ход или останавливается.
И поскольку большинство жидкостей, в отличие от газов, практически несжимаемо, давление будет передаваться по жидкости, и по истечении ничтожно малого времени будет одинаковым во всем объеме, занимаемом этой жидкостью. При резком торможении давление в системе может достигать 100 атмосфер!
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.
Два свойства наиболее важны:
1) она должна оставаться жидкостью, то есть при рабочих условиях не кипеть и не замерзать;
2) она должна сохранять свойства в течение длительного времени.
В 1917 году шотландцем М.Локхидом была разработана тормозная система с гидравлическим приводом, в то время использовали глицерин или его смесь с водой и касторовым маслом, но впервые жидкость применена на автомобиле («Бугатти») только в 1921 г. Тормозные жидкости производились на основе касторового масла или многоатомных спиртов - гликолей. Эксплуатационные качества лучше у жидкостей на "касторовой" основе. Касторовое масло обладает высокими смазывающими свойствами и не вызывает "раскисания" натуральной резины, из которой изготовлены уплотнительные детали тормозной системы. Однако высокая температура застывания (-600С) и немалая стоимость исключают возможность применения чистого касторового масла в качестве тормозной жидкости.
В последние годы в основном применяются тормозные жидкости на основе гликолей (двухатомных спиртов) и их производных. Все они по классификации DOT взаимозаменяемы, абсолютно нейтральны по отношению к резиновым и металлическим деталям тормозных систем. Следует помнить, что смешивать жидкости разных классов и производителей не рекомендуется, так как возможно изменение их свойств. Запрещено смешивать гликолевые жидкости с касторовыми.
Качество тормозной жидкости тем лучше, чем выше следующие ее параметры и характеристики:
• температура кипения собственно жидкости в том числе, при поглощении 2—4% влаги;
• вязкостно-температурные свойства и их стабильность;
• антикоррозионные и смазывающие свойства;
• совместимость с резиновыми деталями.
Обозначение
DOT
- сокращение от United States Department of Transportation (USDOT или просто DOT): Департамент транспорта США, занимающееся вопросами безопасности транспорта. Именно этот департамент разработал спецификацию минимальных требований к характеристикам тормозных жидкостей и разбил их на классы в своём стандарте FMVSS №116. Классы эти и получили название и маркировку по родившему их департаменту и поскольку документ этот с технической точки зрения не противоречил здравому смыслу (что само по себе нонсенс, учитывая что речь идёт о США), то он успешно был подхвачен мировым сообществом для классификации тормозных жидкостей.
Стандарт обозначает классы тормозной жидкости как DOT 3, DOT 4, DOT 5 и DOT 5.1, однако на отечественном рынке можно встретить так же тормозные жидкости с маркировками DOT 4.5 и DOT 4+. Последний скорее всего является тем же самым, что и DOT 4.5 и оба не классифицируются американским стандартом. Маркировка тормозной жидкости DOT 5.1 не имеет никакого отношения к марке DOT 5 и это является исключением из здравого смысла американцев, в который мы по наивности поверили вначале, в рамках стандарта.
В большинстве современных гидравлических тормозов сейчас применяется тормозная жидкость маркировки DOT различных марок. Исключение составляют разве что гидравлические тормоза фирм Shimano и Tektro, где в качестве жидкости используется минеральное масло собственной марки.
Многие производители, придерживаясь классификации в соответствии со стандартом выпускают тормозную жидкость с более высокими показателями, чем это требуется для ихнего и даже более высокого класса, таким например является неприкаянный DOT 4.5 или встречающийся иногда Super DOT 4. Не буду называть производителя последней марки, отмечу лишь что производитель заявляет по всем пунктам характеристики значительно превосходящие даже DOT 5.1 в стандарте. Так почему же тогда он всё таки 4, а не 5.1? Ответ кроется в детальном анализе содержимого, который должна пройти жидкость при сертификации и маркетинговом желании продать подороже то, что есть. Чаще всего продукты маркировок DOT 4+, DOT 4.5, Super DOT 4 и т.д. действительно превосходят по части параметров
тот же DOT 4, но не отвечают по каким либо отдельным требованиям более высокому классу, например могут не содержать в достаточном объёме (или вообще не содержать) антикоррозионных присадок, наличие которых требует маркировка DOT 5.1, так что главное понимать, что будь тормозная жидкость хоть MegaPuper DOT 4.999, она всё равно по сути своей является обычным DOT 4 и не более того.
Состав
DOT - это система классификации, предложенная Американским Департаментом Транспорта [Department of Transport], которая классифицирует тормозные жидкости согласно температуре закипания и вязкости сухой и содержащей влагу жидкости. Жидкости DOT 3 и DOT 4 представляют собой минеральные масла, основанные на полигликопях. Основой жидкости DOT 5 является силикон, и она не может быть смешана с полигликолями. DОT 5.1 подобна DОT 3 и DOT 4 и поэтому совместима с ними, так как она основывается не на силиконе. DOT 5.1 была разработана для использования в антиблокировочных тормозных системах и обладает меньшей вязкостью.
В качестве основы, во всех тормозных жидкостях кроме DOT 5, используется полиэтиленгликоль в сочетании с полиэфирами борной кислоты, а для DOT 5 в качестве основы применяется силикон. Тормозные жидкости DOT 3, DOT 4 и DOT 5.1 имеют одну основу и могут взаимозаменять друг друга без каких либо проблем
, по крайней мере в пределах одного производителя. Некоторые производители используют в качестве основы для производства DOT 3 (а возможно и других марок) полиалкиленгликоль. Информации по несовместимости жидкостей на основе полиэтиленгликоля и полиалкиленгликоля нигде не удалось найти, а знание химии в первом приближении позволяет заявить, что такая смесь будет работать не хуже чем исходные компоненты. Так же отдельно существует класс жидкостей DOT 5.1/ABS, предназначенный специально для машин с системой антиблокировки колёс, в состав которого входят как гликолевые, так и силиконовые соединения, делающие эту жидкость несовместимой ни с одной другой.
При смешивании жидкостей на гликолевой основе (DOT 3, DOT 4 или DOT 5.1) с жидкостью DOT 5 на силиконовой основе происходит химическая реакция, в результате которой получается состав не отвечающий никаким требованиям тормозной жидкости и являющийся агрессивным по отношению к материалу уплотнителей. Замена гликолевой тормозной жидкости на силиконовую возможна, но для этого требуется предварительно прочистить и тщательно просушить всю тормозную систему от старой тормозной жидкости. Преимущества такой замены, в случае велосипеда крайне неочевидны.
Тормозная жидкость (ТЖ) 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, в том числе (“Нева”, “Томь” и РосДОТ, она же “Роса”), - 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.
Температура кипения
Тормозная жидкость - основной передаточный элемент механизма гидравлических тормозов, отвечающий за передачу усилия от тормозной ручки к тормозным колодкам. Как известно из курса физики, жидкость практически не сжимаема по сравнению с газом, а следовательно всё усилие рукоятки полностью передаётся на тормозные колодки. Трение тормозных колодок о диски (роторы) и является той самой механической силой, поглощающей кинетическую энергию движения велосипеда (машины, мотоцикла, болида формулы-1) а проще говоря, останавливает его. Но по закону сохранения, никакая энергия не пропадает бесследно и энергия движения в тормозах преобразуется трением в обычное тепло, нагревая колодки и ротор. Нагреваясь, жидкость закипает образуя пузыри пара, которые как и любые газы, подвержены сильному сжатию. Сжимаясь, газ препятствует передаче тормозного усилия и тормоза попросту перестают эффективно работать.
Температура кипения классов тормозной жидкости, в соответствии со стандартом, представлена на следующем графике.
Все гликолевые тормозные жидкости гигроскопичны и со временем эксплуатации жидкость поглощает влагу из воздуха, с которым входит в контакт. Значение "новой" тормозной жидкости на графике соответствует её нормальному обезвоженному состоянию, в котором она бывает сразу после покупки, а "старой" она становиться после того, как поглотит 3,5% воды. Поскольку стандарт не знает такого класса как DOT 4.5 (на графике пунктиром), то изучение надписей на коробках и ассортимента продаваемой продукции показало, что это тот же DOT 4, с присадками позволяющими повысить некоторые характеристики, в том числе и температуру кипения. На самом деле кривая температуры кипения DOT 4.5 может располагаться во всём диапазоне пространства от красной (DOT 4) до жёлтой (DOT 5) линии, в зависимости от того, что туда напихал производитель.
Опыт показывает, что рабочая температура тормозной жидкости в наиболее горячих точках системы примерно такова: 60-70ОС при движении по шоссе, 80-100ОС в городе и 100-120ОС на горных дорогах. Но это в среднем, а в напряженных условиях она нередко достигает 150ОС и даже больше, поскольку, например, тормозная колодка при нескольких экстренных торможениях нагревается до 600ОС. Поэтому жидкость в неблагоприятной ситуации может закипеть, а это грозит катастрофой: объем главного цилиндра невелик (всего 5-15 мл), а как только объем пузырьков пара в системе превысит эту величину, то тормоза полностью откажут. Но и до этого, при малых размерах паровых пробок, эффективность тормозов уже заметно падает.
У современных тормозных жидкостей температура кипения намного выше критической (то есть 150ОС ), но этим нельзя обольщаться. Вещества, входящие в их состав, по большей части очень гигроскопичны, то есть легко впитывают влагу из воздуха, а резиновые манжеты служат плохой преградой для этого процесса. Точка кипения “увлажненной” жидкости по сравнению с “сухой” намного ниже, она легко падает до критической величины и даже дальше. Поэтому в паспортных данных всегда указывают два значения температуры кипения: без влаги и с содержанием 3,5% воды. Если последняя мала, то в системе с дисковыми тормозами такую жидкость применять не следует.
Срок службы
Срок эксплуатации, в течении которого жидкость набирает влагу и становиться старой для DOT 3 и DOT 4 составляет 2-3 года при эксплуатации в автомобиле, в велосипеде этот срок видимо будет значительно дольше. DOT 5.1 более гигроскопична, но и содержит гораздо большее количество присадок, поэтому срок службы её в автомобиле может достигать 4-5 лет, т.е. на средний срок службы самого велосипеда её вполне может хватить целиком. Силиконовая жидкость DOT 5 вообще слабогигроскопична и срок службы её может достигать до 10-15 лет, но она имеет ряд других проблем, в частности высокая степень аэрации вследствие высокого показателя растворимости воздуха и как результат DOT 5 запрещена к применению в машинах с антиблокировочной системой (ABS), но к счастью велосипедов это не касается.
Замену тормозной жидкости нужно производить один раз в 1,5 – 2 года, или через 40 000 км пробега. Специалисты автосервиса советуют в условиях сырого Приморского климата делать это один раз в год – это позволит дольше сохранить детали тормозной системы в исправном состоянии.
Если жидкость поменяла свой цвет на серо- бурый, ее нужно заменить немедленно, так как в ней накопились продукты разложения, трения и износа деталей. (Если помните, в моторном масле все наоборот – потемнение масла означает, что в нем хорошо работают моющие присадки). Частицы грязи могут привести к заклиниванию тормозных цилиндров и отказу тормозов. Поэтому потемневшую жидкость нужно менять, не дожидаясь истечения установленного срока. Цвет жидкости отследить очень просто – бачок для жидкости в моторном отсеке – прозрачный.
Общепринятое мнение, что «оригинальные» жидкости TOYOTA, NISSAN, HONDA наилучшим образом подходят для японских автомобилей. Кстати, применяться они могут на автомобилях всех марок. Стоят они на порядок дороже отечественных жидкостей.
Российские жидкости РосДот 4, РосДот 4,5, LUXOIL EXTRA – соответствуют самым современным стандартам безопасности, имеют высокую температуру кипения «сухой» жидкости – не менее 2600С и «увлажненной» - 1600С. Все эти жидкости предназначены для использования в гидроприводах тормозов и сцеплений всех автомобилей иностранного и Российского производства, оснащенных дисковыми и барабанными системами торможения.
Замена
Добавление свежей жидкости при прокачке системы после ремонта не восстанавливает свойства ТЖ, поскольку почти половина ее практически не меняется. Поэтому в сроки, установленные автозаводом, жидкость в гидросистеме нужно заменять полностью.
Применение
Но давайте теперь слегка поразмыслим головой, на предмет того, что же нам надо. Первая же мысль, посещающая голову при прочтении характеристик температуры кипения тормозных жидкостей вопиюще вопрошает о том, возможно ли вообще нагреть тормозную жидкость в системе хотя бы до 150 °C, если речь изначально идёт о велосипеде? Воображение рисует бешеного даунхильщика, несущегося на зажатых тормозах с самой вершины Эвереста до самых его подножий. Видеть тормозные роторы, нагретые до температуры при которой прикасаться к ним уже нельзя мне приходилось, но возможность вскипятить саму жидкость мне лично представляется маловероятным. Поэтому оставим характеристики кипения мотогонщикам и стритрейсерам, а остановим внимание лишь на том, что тормозная жидкость DOT 5.1 обладает большим набором антикоррозионных присадок, значительно продлевающих срок службы всей тормозной системы
.
Вязкость
Ещё одна характеристика, пожалуй самая важная для нас, отвечающая за качество работы тормозов - это вязкость тормозной жидкости. Чем меньше вязкость, тем более быстро и точно передаётся тормозное усилие и тормоза более адекватно реагируют.
Вязкость тормозных жидкостей представлена на следующем графике:
Опять же нельзя чётко обозначить значение вязкости DOT 4.5, поскольку в реальности оно колеблется от 1800 до 1200. Самая низкая вязкость у тормозных жидкостей DOT 5 и DOT 5.1
, что делает их любимыми среди гонщиков всех колёсных агрегатов, оборудованных дисковыми тормозами. Низкая вязкость и как следствие высокая копилярность не только способствуют более идеальной работе тормозов, но и более лёгкому процессу прокачки тормозной системы.
Вязкость всех тормозных жидкостей DOT при температуре 100 °C составляет 1,5.
(Подробности для любознательных: в стандарте, разработанном Международным объединением инженеров транспорта (SAE), прямо указано, что вязкость тормозной жидкости при -40o
С не должна превышать1800 сСт (мм2
/с). Кроме SAE, требования к тормозным жидкостям отражены в документах американского Федерального общества по безопасности транспортных средств FMVSS. В них предусмотрены три нормативных класса: DOT-3, DOT-4 и DOT-5.1.)
Низкие температуры
Нижний температурный предел всех тормозных жидкостей составляет не выше -40 °C, что не накладывает никаких ограничений на эксплуатацию велосипеда в зимнее время. Что же касается силиконовой жидкости DOT 5, то ввиду её негигроскопичности, она не поглощает попавшую в гидросистему влагу и не смешивается с ней, что может привести к отстаиванию воды в нижних точках гидросистемы, т.е. в поршнях и замерзанию этой воды зимой.
Очевидно, что жидкость, служащая для передачи давления, должна сохранять приемлемую текучест
Совместимость с уплотнениями
Уплотнения не должны разбухать в тормозной жидкости, 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). Вещества, содержащиеся в тормозных жидкостях, неизбежно вызывают набухание уплотнительных резиновых манжет, однако это воздействие лимитируется действующими техническими нормативами. Тем не менее и здесь есть обстоятельство, которое надо иметь в виду. На очень старых машинах (более четвертьвековой давности выпуска) могут быть манжеты, резина которых не совместима с жидкостями сегодняшних типов. В системах таких автомобилей поневоле надо использовать спиртокасторовые смеси, как это делалось прежде (на ГАЗ-24 резина прежних типов использовалась до 1985 года).
Антикоррозионные и смазывающие свойства
Для движущихся деталей тормозной системы (поршеньков) рабочая жидкость призвана служить естественной смазкой, поскольку других антифрикционных продуктов в их зоне трения нет. Важно и то, что конструктивные элементы из стали и цветных металлов не должны испытывать коррозионного воздействия со стороны веществ, входящих в тормозную жидкость. Все эти требования удовлетворяются применением специальных добавок и присадок в товарных продуктах.
Закончив перечисление главных свойств тормозных жидкостей, обратимся к реальному ассортименту нашего рынка
БСК
- жидкость из прошлого, представляющая собой смесь бутилового спирта и касторового масла (50 на 50). Внешняя отличительная особенность - красный цвет. У нее очень низкая температура кипения (всего 115ОС), а также плохая морозостойкость (вязкость 2500 кв.мм/с при - 40ОС, что не соответствует эксплуатационным нормам). БСК непригодна для современных автомобилей, тем более с дисковыми тормозами, но хорошо смазывает, вследствие чего в гаражной практике эту жидкость часто используют для смачивания замков, петель и т. п. Главная причина - низкая температура кипения - всего 115о
С. И на морозе вязкость БСК возрастает. По назначению эту жидкость применяют только в автомобилях старых типов и сельскохозяйственных машинах. Ее делают из бутилового спирта и касторового масла, смешивая их в пропорции 1:1 (отсюда и название продукта - БСК). Кстати БСК не поглощает воду.
ГТЖ-22м
- одна из ранних и удешевленных попыток освоения новых материалов (сделана на гликолевой основе). Температура кипения и морозостойкость улучшены по сравнению с БСК, но не дотягивают до современных норм. Главные же недостатки - низкие антикоррозионные свойства и повышенная ядовитость. Внешнее отличие - зеленый или защитный цвет. В автомобильной практике сегодня эта жидкость не применяется и не выпускается, но запасы могут случайно встретиться. ГТЖ-22м может смешиваться с более современными жидкостями, поэтому единственная возможность ее использования - доливка системы в экстремальных ситуациях, когда иного выхода нет. Разумеется, затем образовавшуюся смесь надо без промедления заменить доброкачественным продуктом.
“НЕВА”
- первенец современного ряда, ныне изрядно устаревший и снятый с массового производства (мелкосерийное кое-где сохранилось). Основные компоненты - гликолевый эфир и полиэфир с добавлением антикоррозионной присадки. Температура кипения составляет 195ОС без влаги и 138ОС при содержании 3,5% воды. Норматив морозостойкости выдержан “Нева” имеет цвет от светло-желтого до желтого. Главный недостаток - повышенная гигроскопичность, вследствие чего уже через год эксплуатации температура кипения приближается к критической. Только с учетом этого обстоятельства и можно использовать “Неву”, которая не имеет других ограничений к применению на автомобилях любых марок. Сегодня эта жидкость считается устаревшей и массово не производится
Зарекомендовавшая себя в середине 70-х годов тормозная жидкость “Нева” полностью удовлетворяла требованиям в те годы: высокая температура кипения, хорошие вязкостно-температурные свойства, низкая агрессивность к металлическим и резиновым материалам. В начале 80-х годов для увеличения срока эксплуатации взамен тормозной жидкости “Нева” была разработана тормозная жидкость “Томь”, температура кипения ее довели до 220о
С против 195о
С “Невы”, кроме того, у жидкости “Томь” ниже агрессивность воздействия на детали из меди и латуни. Затем была разработана тормозная жидкость “Роса”, которая характеризуется высокой вязкостью при -40о
С (1700 мм2
/ c против 1500 мм2
/c), температура кипения 260о
С. На автомобилях переднеприводного семейства ВАЗ жидкость класса “Роса” необходимо менять не ранее 3-х лет эксплуатации. Популярность этих тормозных жидкостей на отечественных рынках остается пока очень высокой, так как жидкости “Нева”, “Томь” и “Роса” допустимы к смешиванию.
“ТОМЬ”
разработана на замену жидкости ”Нева” для широкого применения. Цвет - в пределах от светло-желтого до желтого, как у “Невы”. В составе “Томи” - концентрированный гликолевый эфир, полиэфир, бораты, целевые присадки. Температурные свойства продукта улучшены: кипение в “сухом” виде - 220ОС, в “увлажненном” - 155ОС, вязкость при -40ОС не более 1500 кв.мм/с. Насыщение влагой, близкое к критическому, наступает у этой жидкости примерно через два года работы. В целом по эксплуатационным качествам “Томь” по общепринятой международной классификации удовлетворяет современным нормативам DOT-3 - это м История «Томи» началась с выпуска заводом тормозной жидкости в 50-е годы прошлого века. Постоянно совершенствуя качество продукции в соответствии с современными требованиями автомобильной техники и безопасности движения, научно-исследовательский коллектив «Химпрома» разработал и запатентовал новую рецептуру тормозной жидкости, лучшей среди отечественных и не уступающей зарубежным аналогам. Признавая авторитет кузбасских химиков в создании высококлассного продукта, ей было присвоено название «Томь». На сегодняшний день «Томь» – самая популярная и используемая особенно в Сибири тормозная жидкость. Кемеровская технология аналогична зарубежному производству. Тормозные жидкости представляют собой композицию этилкарбитола, боратов с добавлением загустителя и антикоррозионных присадок. Эти жидкости отличают высокие технические характеристики и возможность сохранять все свои качества в жестких условиях торможения. Высокая термостабильность, совместимость с резиновыми уплотнительными манжетами, смазывающие и антикоррозионные свойства жидкости обеспечивают безотказную работу тормозной системы массовый, “ширпотребный” класс без каких-либо специальных ограничений по применению.
Продукт соответствует требованиям мировых стандартов FMVSS 116, SAE J 1703. Допущена к применению Госсанэпидемслужбой РФ Всесезонная тормозная жидкость: применяется во всех климатических зонах страны при температуре окружающего воздуха от +50 до -50 о
С. При всем этом она совместима с отечественными тормозными жидкостями и импортными аналогами, приготовленными на основе гликолей, смешивание их допустимо в любых пропорциях, что крайне важно для водителей. Качество продукта постоянно подтверждается различными испытаниями. Популярность тормозной жидкости «Томь» вызвала однозначную реакцию производителей фальсификата. Ее начали подделывать. В ответ на это производитель разработал более сложную упаковку и этикетку. Сегодня настоящую «Томь» легко отличить от подделки.
В арсенале разработок кемеровских химиков есть и специальная тормозная жидкость для северян – «Арктическая». Она предназначена для эксплуатации автомобилей при суровом климате, особенно в районах крайнего Севера, при температуре окружающего воздуха от +30 до -60 о
С. (Патент на изобретение 2175342 Российского агентства по патентам и товарным знакам от 27 октября 2001 года).
“РОСА”
- Наиболее совершенный массовый продукт отечественного гликолевого семейства, относящийся к наиболее совершенному типу. Основной компонент - борсодержащий полиэфир наряду с присадками специального назначения. Цвет - от светло-желтого до светло-коричневого. Показатели кипения таковы: в “сухом” виде - 260ОС, в “увлажненном” - 165ОС, при этом критический показатель (150ОС) достигается только после трех лет нахождения жидкости в гидроприводе тормозной системы.
На рисунке приведена зависимость температуры кипения тормозной жидкости Роса от объемной концентрации в ней воды.
Согласно международной классификации “Роса” удовлетворяет всем нормам класса DOT-4, что на сегодня является наиболее высоким уровнем эксплуатационных качеств. “Роса” без ограничений пригодна для использования в современных отечественных и зарубежных автомобилях.
Гигроскопичность
Тормозные жидкости гигроскопичны - они поглощают влагу. (Поэтому они должны продаваться в герметичной упаковке)! Пространство, в котором работает тормозная жидкость, замкнутым можно назвать достаточно условно. В системе есть компенсационные отверстия, которые впускают в него воздух при нажатии на педаль, и выпускают при обратном ее ходе. В результате тормозная жидкость впитывает влагу из окружающего воздуха. Это приводит к снижению температуры кипения. В самой жидкости также происходят необратимые химические реакции, а присадки, входящие в состав тормозной жидкости, теряют свои свойства.
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.
Гигроскопичность для тормозной жидкости в то же время является необходимостью. Ведь если попавшая из конденсата или другим путем вода не будет поглощена тормозной жидкостью, она будет собираться в наиболее низких местах тормозной системы. Дальше, в случае снижения температуры ниже 0 0С она замерзнет, образовав пробку, тормоза перестанут действовать. Также температура кипения воды намного ниже, чем тормозной жидкости. Нагрев тормозной жидкости и воды во время торможения приведет к закипанию воды и образованию паровых пробок.
Наличие влаги внутри гидравлической системы приводит и к образованию очагов коррозии на внутренних стенках тормозных механизмов, соприкасающихся с манжетами, которые также приходят в негодность от трения об острые края коррозийных раковин. В итоге начинается утечка тормозной жидкости.
Кроме того, тормозная жидкость выполняет функцию смазки и защиты деталей системы от коррозии – поршни должны легко перемещаться, а цилиндры – не ржаветь. И, конечно, она должна быть совместима с резиновыми уплотнениями и шлангами.
Особенности эксплуатации тормозных жидкостей
Поглощение воды из атмосферы свойственно ТЖ на полигликолевой основе. При этом температура их кипения снижается. FM VSS нормирует ее для “сухих”, еще не набравших влагу, и увлажненных, содержащих 3,5% воды, жидкостей - т.е. ограничивает только предельные значения. Интенсивность процесса поглощения не регламентирована. ТЖ может насыщаться влагой сначала активно, а потом - медленнее. Или наоборот. Но даже если значения температуры кипения у “сухих” жидкостей разных классов сделать близкими, например к DОТ 5, при их увлажнении этот параметр вернется на уровень, свойственный каждому классу. ТЖ нужно периодически заменять, не дожидаясь когда ее состояние приблизится к опасному пределу. Срок службы жидкости назначает автозавод, проверив ее характеристики применительно к особенностям гидросистем своих машин.
Проверка состояния жидкости
Объективно определить основные параметры ТЖ можно только в лаборатории. В эксплуатации - лишь косвенно и не все. Самостоятельно жидкость проверяют визуально - по внешнему виду. Она должна быть прозрачной, однородной, без осадка. Кроме того, в автосервисах (преимущественно крупных, хорошо оснащенных, обслуживающих иномарки) специальными индикаторами оценивают ее температуру кипения. Поскольку жидкость в системе не циркулирует, в бачке (место проверки) и в колесных цилиндрах ее свойства могут быть разными. В бачке она контактирует с атмосферой, набирая влагу, а в тормозных механизмах - нет. Зато там жидкость часто и сильно нагревается, и ее стабильность ухудшается. Однако даже такими ориентировочными проверками пренебрегать не стоит, иных оперативных способов контроля нет.
Совместимость тормозных жидкостей
Тормозная жидкость с разными основами несовместимы друг с другом, они расслаиваются, иногда появляется осадок. Параметры этой смеси будут ниже, чем у любой из исходных жидкостей, причем влияние ее на резиновые детали непредсказуемо. Основу ТЖ изготовитель, как правило, указывает на упаковке. Российские РосДОТ, “Неву”, “Томь”, равно как и иные отечественные и импортные полигликолевые жидкости DОТ 3, DОТ 4 и DОТ 5.1, можно смешивать в любых пропорциях. ТЖ класса ДОТ 5 основаны на силиконе и несовместимы с другими. Поэтому стандарт FM VSS 116 требует окрашивать “силиконовые” жидкости в темно-красный цвет. Остальные современные ТЖ, как правило, желтые (оттенки от светло-желтого до светло-коричневого). Для дополнительной проверки можно смешать жидкости в пропорции 1:1 в стеклянной емкости. Если смесь прозрачна и осадка нет, ТЖ совместимы. Следует помнить, что смешивать жидкости разных классов и производителей не рекомендуется, так как возможно изменение их свойств. Запрещено смешивать гликолевые жидкости с касторовыми.
Маркетинговое отступление
Жидкости DOT 3, DOT 4 и DOT 5.1 гигроскопичны, это означает, что они поглощают влагу из воздуха. Присутствие в жидкости влаги снижает температуру ее закипания, рабочая температура тормозного диска и колодок обычно превышает ее. Именно поэтому указываются температуры закипания сухой и содержащей влагу жидкости. Температура закипания влажной жидкости измеряется при содержании в ней влаги в 3.5% Гигроскопичность является причиной необходимости замены тормозной жидкости, по крайней мере, раз в два года. Фрикционный материал на тормозной колодке служит для изоляции суппорта от тепла, выделяемого диском, а это –очень весомое основание для замены колодок задолго до их окончательного износа. Жидкость DOT 5 не обладает свойством гигроскопичности и не смешивается с водой. При попадании в систему воды она опускается вниз и располагается вблизи самой горячей области системы. Это означает, что она будет очень легко и быстро закипать, образуя пузырьки газа, которые легко сжимаются, что, в свою очередь, придает тормозам ощущение упругости. Другая проблема с DOT 5 связана с тем, что сама жидкость становится сжимаемой при приближении к температуре кипения; это приводит к ощущению упругости тормозов при частом и продолжительном их использовании.
Сегодня на нашем рынке можно встретить множество импортных тормозных жидкостей (Brake Fluid). Если такая жидкость рекомендована изготовителем для любых машин и при этом имеет маркировку DOT-3 или DOT-4, то ее можно использовать в равной мере и в иномарках, и в отечественных автомобилях. Можно утверждать также, что в состав данного продукта входят различные эфиры, и низкомолекулярные полимеры и целевые присадки. Что же касается эксплуатационных качеств (включая температурные свойства), то при сравнении в соответствующем классе (DOT-З или DOT-4) импортные жидкости примерно идентичны нашей “Томи” или “Росе” и не имеют каких-то особых отличий от них.
Импортные препараты широко представлены на рынке. При выборе основной критерий - соответствие требованиям класса DOT, рекомендованного для конкретного автомобиля (для Нивы DOT-4).
На мой взгляд использование импортных жидкостей в Ниве имеет мало смысла. Коррозия тормозной системы активнее идет снаружи, а остальные свойства идентичны Росе.
И наконец для самых любознательных - некоторые автомобильные компании применяют тормозные жидкости на основе минерального масла. Они не гигроскопичны, не провоцируют коррозию и служат дольше коллег , имеющих гликолевую закваску. Встречаются очень редко и стоят дорого.
Заключение
На сегодняшний день, к сожалению, никто не контролирует производителей тормозных жидкостей, никаких ГОСТов на них не существует. Следствием этого является появление на наших рынках массы некачественных подделок. Проявив, немного смекалки, наши доморощенные “менделеевы” в подпольных цехах изготовляются тормозные жидкости по “упрощенной технологии” – этиленгликоль + вода. Поэтому цена на такую “продукцию” очень низкая, что и является соблазном для покупателя.
Список используемой литературы
1) Б. Шайдулин. Издательство «Урал-Пресс Лтд»
2) Васильева Л.С Автомобильные эксплуатационные материалы – М. Транспорт,1986.
3) Рогозин Н.А, Папок К.К. Словарь по топливам, маслам, смазкам, присадкам и специальным жидкостям- М. Химия 1975г.
4) Автомобильные эксплуатационные материалы О.И. Манусаджянц М. «Транспорт» 1989 г.
5) Грамолин А.В., Кузнецов А.С. Топливо, масла, смазки, жидкости и материалы для эксплуатации и ремонта автомобилей. - М.: Машиностроение,1995. - 63 с.
6) Техническая эксплуатация автомобилей / Под ред. Е.С. Кузнецова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1991. - 413 с