Тормозные жидкости и антифризы также относятся к рабочим жидкостям автомобиля. За время их существования неоднократно менялись эксплуатационные требования, что заставляло производителей изменять состав и свойства жидкостей. Вот о том, что сейчас представляют тормозные жидкости и антифризы, мы и поговорим в этой статье.
Тормозные жидкости
В соответствии с техническими условиями, эти жидкости обеспечивают устойчивую и надежную работу тормозных систем. Технические требования к тормозным жидкостям определяются нормативными документами (стандарты SAE J 1703, FMVSS 116, ISO 4925). Эксплуатационные характеристики тормозных жидкостей содержатся в Федеральных требованиях безопасности автомобильного транспорта в США (FMVSS116), а также в других национальных нормативных документах. Основные свойства тормозных жидкостей, соответствующие требованиям министерства транспорта США (DOT), приведены в табл. «Характеристики тормозных жидкостей».
Технические характеристики тормозных жидкостей
Установившаяся температура кипения
Установившаяся температура кипения определяет величину сопротивления тормозной жидкости тепловым нагрузкам. Теплота, образующаяся при работе тормозных гидроцилиндров колес (наибольшая температура во всей тормозной системе) является критическим параметром безопасной работы тормозной системы. При температуре, превышающей точку кипения, происходят интенсивное образование воздушных пузырьков испаряющейся тормозной жидкости, что может привести к отказам в работе тормозной системы.
Влажностная точка кипения тормозной жидкости
Влажностная точка кипения тормозной жидкости характеризует установившуюся температуру кипения тормозной жидкости в зависимости от абсорбируемой влаги (приблизительно 3,5%). Вследствие попадания в тормозную жидкость воды точка кипения снижается. Абсорбция влаги происходит, в основном, за счет диффузии воды через гибкие трубопроводы тормозной системы. Вследствие этого гибкие соединительные трубопроводы заменяются через 1-2 года. На рис. «Зависимость температуры кипения тормозной жидкости от влажности» показана зависимость снижения точки кипения двух типов тормозной жидкости от абсорбируемой в ней воды.
Вязкость тормозной жидкости
Чтобы обеспечить надежную работу тормозной системы в диапазоне температур от -40 до +100 °С, вязкость тормозной жидкости должна оставаться по возможности постоянной с минимальной зависимостью от температуры. Поддержание минимально возможной величины вязкости при очень низких температурах особенно актуально при использовании антиблокировочной системы тормозов (ABS), системы регулирования тягового усилия на колесах (TCS) и системы электронного управления устойчивостью движения (ESP).
Сжимаемость тормозной жидкости
Тормозная жидкость должна в процессе эксплуатации сохранять низкий уровень сжимаемости и иметь минимальную чувствительность к колебаниям температуры.
Защита от коррозии тормозной жидкости
Стандарт FMVSS 116 регламентирует требования к тормозной жидкости по защите от коррозии: она не должна оказывать корродирующего воздействия на металлические детали тормозной системы. Защитные антикоррозийные свойства обеспечиваются внесением в тормозную жидкость специальных присадок.
Набухание эластомеров
Допускаемая величина набухания эластомеров под воздействием тормозной жидкости не должна превышать 10%. При большей величине набухания прочностные свойства эластомеров существенно снижаются. Даже незначительное загрязнение (минеральным маслом, растворителями) тормозной жидкости на гликолевой основе может привести к разрушению резиновых изделий (таких, как уплотнения) и выходу из строя всей тормозной системы.
Химический состав тормозной жидкости
Гликоли
Большинство тормозных жидкостей основано на различных соединениях гликолей (двухатомных спиртов). Хотя эти соединения используются для получения тормозных жидкостей, удовлетворяющих требования стандарта DOT3 (табл. «Характеристики тормозных жидкостей с различными химическими свойствами» ), их повышенные гигроскопические свойства являются причиной относительно быстрой абсорбции влаги, сопровождающейся снижением температуры кипения тормозной жидкости.
При условии, если свободные ОН-группы (гидроксилы) частично связаны сложными эфирами с борной кислотой, образуется высококачественная тормозная жидкость D0T4 (или «D0T4+», «Super D0T4», DOT5.1), которая, при взаимодействии с влагой, полностью ее нейтрализует. Поскольку снижение температуры кипения тормозной жидкости DOT4 за время ее эксплуатации происходит значительно медленнее по сравнению с жидкостью DOT3, срок ее службы увеличивается.
Стандарт ISO 4925 устанавливает следующий класс качества, а именно «класс 6». Качество жидкостей, удовлетворяющих этому классу, немного лучше, чем DOT4, но при этом класс 6 характеризуется меньшей вязкостью на холоде.
Тормозные 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.
К нежелательным последствиям применения силиконовых жидкостей и минеральных масел приводит накопление воды в свободном виде, которая выпаривается при нагреве жидкости свыше 100 °С и замерзает при охлаждении ее ниже 0 °С, с образованием пузырьков, препятствующих нормальной работе системы.
Охлаждающие жидкости
Системы охлаждения предназначены для отбора части теплоты, выделяемой двигателем при сгорании топлива, которая не преобразуется в механическую энергию. Охлаждающая жидкость переносит поглощенное в рубашке цилиндров двигателя тепло в теплообменник (радиатор), где происходит рассеивание тепловой энергии. Циркулирующая в системе охлаждения жидкость подвергается экстремальным тепловым нагрузкам. Кроме того, эта жидкость не должна вызывать коррозию металлических элементов системы.
Благодаря высокой удельной теплоемкости и соответствующему теплопоглощению, вода является отличной охлаждающей жидкостью, хотя и имеет определенные недостатки:
- Обладает корродирующими свойствами;
- Имеет высокую температуру замерзания (0°С).
Эти недостатки обусловливают необходимость введения в воду соответствующих добавок для обеспечения устойчивой работы системы охлаждения.
Антифризы
Антифризы или водные растворы спиртов, гликолей, глицерина и некоторых неорганических солей, не замерзающие при низких температурах, позволяют понизить температуру замерзания охлаждающей жидкости.
При добавлении в воду растворимых в ней этиленгликолей, она, не замерзая при низких температурах, свободно циркулирует в системе охлаждения двигателя, при этом температура кипения ее повышается (см. табл. «Характеристики водно-этиленгликолевой охлаждающей жидкости» ).
Изготовители автомобилей в инструкциях по эксплуатации рекомендуют разнообразные дополнительные составы охлаждающих жидкостей, не замерзающих при различных температурах окружающего воздуха.
Присадки для охлаждающей жидкости
Охлаждающие жидкости должны содержать эффективные присадки для предохранения гликолей от окисления, а также для защиты металлических элементов систем охлаждения от коррозии.
Основные присадки:
- Замедлители коррозии (силикаты, нитраты, нитриты, соединения молибдена, производные бензотиазола);
- Буферы (бораты);
- Антипенные присадки (силиконы).
РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ: