Склад гальмівних рідин та їх основні робочі характеристики

1.Принцип роботи гальмівної рідини.

Напевно, всі автомобілісти знають, для чого в автомобілі потрібна гальма. Однак не всі знають, як вона працює, що входить до складу гальмівної рідини та які важливі експлуатаційні характеристики залежать від її складу.

Для початку коротко пробіжимося за принципом роботи. Отже, гальмує автомобіль гальмівними колодками, які притискаються до деталей колеса, що обертаються (гальмівний диск, або гальмівний барабан у старих авто), створюючи опір обертанню тертям. В результаті колесо сповільнює обертання та зупиняється. Колодки починають притискатися до диска/барабана в результаті натискання на педаль гальма водієм. Начебто все просто, проте машина - річ важка, і зупинити її швидко використовуючи силу ніг водія не можна. Крім того, зусилля з педалі на колодки треба якось передати, і система механічних важелів тут була б дуже незручна. Щоб вирішити ці дві проблеми (передачу зусилля та його збільшення), було вирішено скористатися такою властивістю рідини, як стисливість. Тобто, як би ви не намагалися натиснути, зменшити об'єм рідини суттєво не вдасться (на відміну від газів/пара), а значить все, що ви «втиснули» з одного кінця трубки, «вичавлюється» на іншому кінці, передаючи ваш рух.

2. Різновиди та склад гальмівної рідини.

Робота гальмівної рідини протікає у широкому температурному діапазоні, тому, як кажуть, не всі рідини тут однаково корисні. Вода, наприклад, замерзне за нуля градусів і блокує всю роботу (ну і трубки розірве, звичайно). З іншого боку, при гальмуванні деталі гальмівної системи сильно нагріваються від тертя, і та сама вода закипіла в гальмівному механізмі, перетворившись на пару. А оскількипар можна стиснути, зусилля на колодки також не передавалося б. Натомість пара ущільнювалася б, зменшуючи свій обсяг. Взагалі, атмосферна волога, що перетворюється на конденсат, - це основний ворог гальмівної рідини. Тому дві основні вимоги до гальмівної рідини - це можливо вища температура кипіння і низька температура замерзання.

Перші рідини робили з рицинова олії. Наприклад, марка гальмівної рідини БСК робилася з рицинова олії в суміші з бутиловим спиртом. Був ще варіант використання олії з етиловим спиртом (рідина ЕСК), який вживався деякими особливо несвідомими громадянами СРСР перорально:).

Недоліком цих рідин була низька температура кипіння (близько 78 градусів) і дуже низька температура замерзання (близько 30 градусів нижче нуля). Застосування гліколевої основи сильно розширило температурний діапазон ТЗ. Так, "Нева" мала температуру кипіння 195°С, а замерзала приблизно за мінус 60°С. Здавалося б, цілком достатній діапазон, проте гліколеві рідини мають серйозний недолік — вони дуже гігроскопічні, тому вбирають вологу навіть у закритій гальмівній системі. З підвищенням вмісту води температура кипіння суттєво знижується. Наступним кроком була «Томь», яка мала температуру кипіння 220°С. Крім того, гліколеві спирти досить корозійно агресивні по відношенню до матеріалів гальмівної системи і роз'їдають гумові ущільнення, тому там використовуються різні присадки для зниження корозійної активності (тут можна почитати про агресивність етиленгліколю — основи тосолів). «Томь» за цими параметрами на краще відрізнялася від «Неви». Оскільки в Україні немає ГОСТів, що встановлюють характеристики гальмівної рідини, повсюдно застосовуються американськістандарти DOT-3, DOT-4, DOT-5, DOT-5.1 (Department Of Transport). «Томь» якраз відповідає вимогам DOT-3. Однак найпоширенішою на сьогоднішній день є рідина DOT-4, що у вітчизняному виконанні має назву «Роса», або, як варіант, РосDOT-4. Про її характеристики буде сказано трохи нижче. DOT-5 на відміну від інших ТЖ зроблена на основі силікону і у зв'язку з цим має низку переваг. Вона не гігроскопічна, має малу в'язкість, не взаємодіє з гумовими ущільненнями. Однак, вона теж не ідеальна, тому що через свою гідрофобність силікон намагається виштовхнути вологу, яка за низьких температур може замерзнути в трубках. Плюс, така ТЖ добре поєднується з повітрям (тобто утворює піну), що також знижує ефективність гальмування (адже повітря в піні можна стиснути). DOT-5.1 має ті ж характеристики температури кипіння і в'язкості, що і DOT-5, але зроблена на основі гліколевих спиртів, тому гігроскопічна як DOT-3 і DOT-4, і цілком може з ними змішуватися (хоча і з погіршенням своїх основних властивостей). Існує також різновид DOT-5.1/ABS, створений для машин з електронно-керованими системами антиблокування гальм, як це видно з назви. Різниця полягає в кращій плинності за низьких температур, необхідної для коректної роботи системи в цих умовах.

3. Характеристики гальмівної рідини.

Відповідно до стандарту FMVSS №116 DOT-4 повинна мати такі основні характеристики: температура кипіння «суха» (тобто води у складі не більше 0,5%) не менше 230°С. температура кипіння «мокра» (води у складі не більше 3,5%) не менше 155°С. в'язкість при -40°С не більше 1800мм2/с значення pH - не менше 7,5 і не більше 11,5. (Це аналог лужного числа, наприклад у електроліту воно 13) цього обумовлюється термічна та хімічна стабільність (температура кипіння не повинна змінюватися більше, ніж на 3°С при випробуваннях за методикою стандарту), та корозійна активність.

4. Стандарти гальмівної рідини.

До речі, вже згаданий американський стандарт FMVSS 116 не єдиний (хоч і перший) у галузі гальмівних рідин. Крім нього існують ще:

ISO 4925 (International Organization for Standardization, що перекладається як «Міжнародна організація зі стандартизації»)
SAE J 1703/1704 - (Society of Automotive Engineers, Inc., аналогічно, «Товариство автомобільних інженерів»)
JISK 2233 - (Japanese Industrial Standard, відповідно, «Японський промисловий стандарт»)

На ISO 4925 зупинимося трохи докладніше. У 2005 році ця організація випустила редакцію стандарту, що включає специфікацію ISO4925 – class 6 з нормативами для машин з ABS. Зокрема, в'язкість при -40 там прописана не вище 750 мм2/с. Ось картинка доповнень цього стандарту до основних класів американського DOT.

додаткові класи гальмівних рідин

Отже, узагальнимо отриману інформацію.

По-перше, існує кілька різновидів гальмівної рідини, однак користуватися рекомендується гальмівною гачкою класу DOT-4 і вище через її досить високу температуру кипіння, а це основний параметр для гальмівної рідини, що безпосередньо впливає на безпеку їзди на машині.
По-друге, крім температури кипіння для машин з ABS має особливе значення параметр в'язкості за низьких температур (-40), для таких рідин розроблений спеціальний стандарт ISO4925 – class 6 (ну або DOT-5.1/ABS).
По-третє, всі рідини КРІМ DOT-5 складаються в основному з гліколевого спирту, тоді якDOT-5 виготовлений на основі силікону. Це означає, що змішувати їх НЕ МОЖНА.
По-четверте, існують ще кілька характеристик, які відповідають за термічну, хімічну стабільність та корозійну активність. Зазвичай на них ніхто не звертає уваги, що дає можливість виробникам економити на виробництві, не дотримуючись технології. Якщо недотримання значення температури кипіння загрожує аварійною ситуацією (що може вийти боком недобросовісному виробнику ТЖ), то недотримання норм корозійної активності «лише» означає швидший вихід з ладу деталей і ущільнень гальмівної системи.

Звідси висновок — купувати краще гальмівну рідину відомих виробників (наприклад, Тосол-Синтез з ТЖ марки ROSDOT), які давно працюють на ринку та спеціалізуються на виробництві гальмівних та інших спецрідин для автомобілів. Ну і ось табличка з основними характеристиками різних стандартів для наочності.

Порівняння характеристик гальмівних рідин