Тормозная жидкость — состав и свойства, характеристики

Что такое тормозная жидкость и каковы ее функции

Тормозная жидкость в автомобиле передает усилие давления от ГТЦ (главный тормозной цилиндр) до тормозных механизмов каждого колеса. Физические свойства жидкостей позволяет использовать их в закрытых контурах для моментальной передачи усилия с одного конца магистрали на другой.

Тормозная система автомобиля состоит из:

• тормозного механизма;
• тормозного привода (гидравлический, механический, электрический, пневматический и комбинированный);
• трубопровода.

Чаще всего бюджетные и автомобили среднего класса оснащаются гидравлической системой тормозов, магистраль которой заполняется ТЖ. Раньше для этого использовался бутиловый спирт и касторовое масло. Они смешивались в равных пропорциях.

 Современные жидкости на 93-98 процентов состоят из эфирных полигликолей. Для повышения эффективности и надежности своей продукции производители используют различные присадки. Их количество не превышает 7%. Иногда за основу таких веществ берутся силиконы.

Разновидности и состав

Работа тормозной жидкости протекает в широком температурном диапазоне, поэтому, как говорится, не все жидкости здесь одинаково полезны. Вода, например, замёрзнет при нуле градусов и блокирует всю работу (ну и трубки разорвёт, конечно).
С другой стороны, при торможении детали тормозной системы сильно нагреваются от трения, и та же вода закипела в тормозном механизме, превратившись в пар. А поскольку пар можно сжать, усилие на колодки также не передавалось бы. Вместо этого пар уплотнялся бы, уменьшая свой объём. Вообще, атмосферная влага, превращающаяся в конденсат — это основной враг тормозной жидкости.
Поэтому два основных требования к тормозной жидкости — это возможно более высокая температура кипения и низкая температура замерзания.

Первые жидкости делали из касторового масла. Например, марка тормозной жидкости БСК делалась из касторового масла в смеси с бутиловым спиртом. Был ещё вариант использования масла с этиловым спиртом (жидкость ЭСК), употреблявшийся некоторыми особо несознательными гражданами СССР перорально:).

Недостатком этих жидкостей была низкая температура кипения (около 78 градусов) и не слишком низкая температура замерзания (в пределах 30 градусов ниже нуля).
Применения гликолевой основы сильно расширило температурный диапазон ТЖ. Так, «Нева» имела температуру кипения 195°С, а замерзала примерно при минус 60°С. Казалось бы, вполне достаточный диапазон, однако у гликолевых жидкостей есть серьёзный недостаток — они очень гигроскопичны, поэтому впитывают в себя влагу даже в закрытой тормозной системе. С повышением содержания воды температура кипения существенно снижается.
Следующим шагом была «Томь», имевшая температуру кипения 220°С. Кроме того, гликолевые спирты довольно коррозионно агрессивны по отношению к материалам тормозной системы, и разъедают резиновые уплотнения, поэтому там используются различные присадки для снижения коррозионной активности (здесь можно почитать про агрессивность этиленгликоля — основы тосолов). «Томь» по этим параметрам в лучшую сторону отличалась от «Невы».
Поскольку в России не существует ГОСТов, устанавливающих характеристики тормозной жидкости, повсеместно применяются американские стандарты DOT-3, DOT-4, DOT-5, DOT-5.1 (Department Of Transport). «Томь» как раз удовлетворяет требованиям DOT-3. Однако самой распространённой на сегодняшний день является жидкость DOT-4, в отечественном исполнении имеющая название «Роса», или, как вариант, РосDOT-4. О её характеристиках будет сказано чуть ниже.
DOT-5 в отличие от остальных ТЖ сделана на основе силикона и в связи с этим имеет ряд достоинств. Она не гигроскопична, имеет малую вязкость, не взаимодействует с резиновыми уплотнениями. Однако, она тоже не идеальна, так как из-за своей гидрофобности силикон старается вытолкнуть влагу, которая при низких температурах может замёрзнуть в трубках. Плюс, такая ТЖ хорошо смешивается с воздухом (то есть образует пену), что также снижает эффективность торможения (ведь воздух в пене можно сжать).
DOT-5.1 имеет те же характеристики температуры кипения и вязкости, что и DOT-5, но сделана на основе гликолевых спиртов, поэтому гигроскопична как DOT-3 и DOT-4, и вполне может с ними смешиваться (хотя и с ухудшением своих основных свойств). Существует также разновидность DOT-5.1/ABS, созданная для машин с электронно-управляемыми системами антиблокировки тормозов, как это видно из названия. Разница заключается в лучшей текучести при низких температурах, необходимой для корректной работы системы в этих условиях.

Высокая текучесть, термическая стабильность, смазывающие и антикоррозионные качества обеспечиваются 3-мя компонентами:

• Растворитель

Представляет смесь полиэфиров гликолевой и борной кислот. Обеспечивает равномерное распределение химических соединений в 3-компонентной смеси. Процентное содержание — 60–90%.

• Основа

Состоит из полигликолей (продуктов полимеризации двухатомных спиртов с окисями этилена, пропилена). Снижает трение трущихся механизмов и предотвращает истирание металлических поверхностей тормозных колодок. Содержание — до 30%

• Добавки

Для улучшения технических свойств в тормозную жидкость добавляют присадки с массовой долей 2–5%. Антикоррозионные присадки предотвращают окислительное разрушение медных, стальных, латунных покрытий. Антиокислительные реагенты ингибируют расщепление полигликлевых эфиров и уменьшают образование продуктов распада (кислот и смол). В качестве подобных присадок используется бисфенол А (дифенилолпропан), азимидобензол и триазолы. Вводимые добавки продлевают эксплуатационный срок продукта.

Для кислотно-щелочной стабильности в готовую смесь дополнительно вводят буферный раствор — натриевую либо калиевую соль борной кислоты с долей <1%.

Требования

Для безопасности на дороге каждая машина должна быть оснащена надежной тормозной системой. Для ее заполнения необходимо использовать жидкость с особым составом. Она должна соответствовать требованиям по:

• температуре кипения;
• вязкости;
• влиянию на резиновые детали;
• влиянию на металлы;
• смазывающим свойствам;
• гигроскопичности.

Температура кипения

Во время работы тормозов жидкость, наполняющая систему, сильно нагревается. Это происходит за счет отдачи тепла от тормозных дисков и колодок. Вот средние подсчеты температурного режима ТЖ в зависимости от условий езды:

Если контур будет заполнен обычной водой, то при таком температурном режиме она быстро закипит. Наличие воздуха в системе критично для исправной работы тормозов (педаль будет проваливаться), поэтому в состав ТЖ должны входить вещества, повышающие порог закипания.

Сама жидкость не сжижаема, благодаря чему происходит точная передача давления от педали на тормозные механизмы, но при закипании в контуре образуются маленькие пузырьки. Они вытесняют определенное количество жидкости обратно в бачок. Когда водитель нажимает на тормоз, давление в контуре увеличивается, воздух в нем сжимается, от чего тормозные механизмы не так плотно прижимают колодки к барабану или диску.

Вязкость

Так как от текучести вещества зависит стабильность тормозной системы, то оно должно сохранять свои свойства не только при нагреве, но и при низких температурах. Зимой тормозная система должна работать с такой же стабильностью, что и летом.

Густая ТЖ медленней прокачивается по системе, что значительно увеличивает время срабатывания тормозных механизмов. При этом нельзя допускать, чтобы она была сильно текучей, иначе это грозит протечками на местах соединения элементов контура.

Таблица показателя вязкости веществ при температуре +40 toC:

При минусовых температурах данный показатель не должен быть больше 1800 мм2/с.

Влияние на резиновые детали

Во время работы тормозной системы эластичные уплотнители не должны терять своих свойств. В противном случае грубые манжеты будут препятствовать свободному ходу поршней или пропускать ТЖ. В любом случае давление в контуре не будет соответствовать нужному показателю, как следствие — неэффективное торможение.

Влияние на металлы

Тормозная жидкость должна защищать металлические детали от окисления. Это может приводить к нарушению зеркала внутренней части тормозного цилиндра, из-за чего будет возникать просачивание жидкости из рабочей полости между манжетом поршня и стенкой ТЦ.

Появившиеся неровности могут приводить к преждевременному износу резиновых элементов. Подобная проблема способствует появлению в магистрали посторонних частиц (кусочки резины или отколовшаяся ржавчина), которые повлияют на эффективность гидропривода.

Смазывающие свойства

Так как эффективность тормозов автомобиля зависит от качества подвижных деталей, входящих в их устройство, то для плавности хода они нуждаются в постоянной смазке. В связи с этим помимо свойств, перечисленных выше, ТЖ должна предотвращать появление царапин на зеркале рабочих поверхностей.

Гигроскопичность

Склонность тормозных жидкостей на полигликолевой основе поглощать воду из атмосферы. Тормозная жидкость имеет одно неприятное свойство: она впитывает влагу. Из-за постоянных перепадов температуры в ней образуется и накапливается конденсат. В эксплуатации — в основном через компенсационное отверстие в крышке бачка. Чем больше воды растворено в ТЖ, тем раньше она закипает, сильнее густеет при низких температурах, хуже смазывает детали, а металлы в ней корродируют быстрее. 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.

Принцип работы

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.

Применимость

Жидкости имеют различные характеристики, что обуславливает их применение.

DOT-3 — наиболее дешевая и довольно универсальная жидкость. Чаше всего используется в легковых и грузовых автомобилях ранних годов выпуска с барабанными тормозами (и с передними дисковыми), которые не подвергаются слишком активной эксплуатации.

DOT-4 — чуть более дорогая, но наиболее универсальная тормозная жидкость, которая используется в легковых и грузовых автомобилях практически любых типов и возрастов с дисковыми тормозами. Благодаря высокой вязкости хорошо работает в системах с высокой степенью износа, обеспечивая незначительные утечки.

DOT-5.1 — одна из самых дорогих и наиболее требовательных к эксплуатации жидкостей. Вследствие низкой вязкости используется на новых автомобилях, не рекомендуется применять на автомобилях с изношенной тормозной системой — в этом случае будет наблюдаться значительная утечка. Также данная жидкость пригодна для применения в мощных скоростных автомобилях, где важна высокая скорость отклика тормозной системы.

DOT-5 — наиболее дорогая жидкость, имеющая ограниченное применение. Обычно ее выбирают для автомобилей с небольшим годовым пробегом, а также для транспортных средств, эксплуатируемых в условиях очень высокой (и даже экстремальной) влажности. И жидкости DOT-5 вследствие невозможности поглощения воздуха и воды (образуются пузырьки воздуха и капли воды), недопустимы для применения на транспортных средствах с АБС.

Можно ли смешивать

Ведь, помимо воздействия на основные узлы и механизмы тормозной системы, тормозная жидкость должна: не разрушать эту самую систему (металл и резино — пластиковые изделия) и достаточное время оставаться эффективной по своим основным параметрам.

Прежде, чем рассмотрим состав тормозной жидкости и различные требования, предъявляемые к ней, ответим на вопрос, всегда волнующий автомобилистов, особенно начинающих.

В принципе, можно. Но! Только если жидкости на одинаковой основе. Эта информация размещена на этикетке. Если такой информации нет, то не надо рисковать. При этом обязательно ознакомится с таким параметром, как рабочая температура ТЖ. Если уж «приспичило», то вначале рекомендуется произвести пробное смешивание разных ТЖ, вне емкости тормозной системы. Смешать и то, только для того, чтобы доехать до сервиса.

А вообще, лучше не рисковать и всегда заливать в тормозной бачок своего авто именно ту ТЖ, которую порекомендовал производитель. Сегодня с этим нет проблем. ТЖ на любой вкус и любой кошелек.

Информация к размышлению. Силиконовые ТЖ нельзя совмещать с ТЖ на другой основе. Минеральные ТЖ нельзя совмещать с гликолевыми. Импортные и отечественные гликолевые ТЖ DOT3;4;5,1 являются взаимозаменяемыми, но смешивать их все же не рекомендуется.

Особенности использования

Поскольку для передачи направленного воздействия от главного цилиндра к колесным, требуется определенное усилие, жидкость в системе должна быть качественной. Немаловажную роль играет и состояние продукта. Чем стабильнее и свежее продукт, тем эффективнее будет торможение.

Выбор конкретного продукта зависит от того, какое вещество используется в основе ТЖ. К примеру, минеральные жидкости подойдут для заливки в систему, уже имеющие значительный срок использования, а вот силиконовые эффективны для современных автомобилей.

Иностранные образцы жидкости

1. Castrol React DOT 4 Low Temp, изготовитель: Castrol. Вязкость и срок службы — наилучшие. Предназначена для продвинутых тормозных систем, которыми оснащены современные спортивные автомобили, а также семейные минивены, на которых установлены особые электронные ограничители. Лучшие европейские производители автомобилей — BMW, Mersedes Benz и прочие, используют именно эту марку.
2. LiquiMoly DOT 4, производитель: LiquiMoly. Отличается самой высокой точкой кипения. Благодаря этому показателю, жидкость отлично подходит к автомобилям, оснащенным АBC. Включает ингибиторы и присадки, предотвращающие процессы окисления и коррозии металлических компонентов гидравлической тормозной системы.
3. Brake Fluid DOT 4, производитель: Mobil. Обладает оптимальным показателем вязкости в условиях отрицательных температур (от — 30 и ниже). Вследствие наличия анткоррозийных и смазывающих свойств значительно повышается износоустойчивость гидропривода тормозов.

   

Советы по выбору

Чтобы выбрать правильную тормозную жидкость для своего автомобиля, следует обратить внимание на ее физические параметры, которые докажут ее высокое качество. Прежде всего, важна концентрация растворителя. В хорошей жидкости она должен колебаться между 70-80%. Другим важным фактором является концентрация смазки, которая обычно составляет 20-25%.

Также стоит обратить внимание на:

• термостойкость — чем выше температура кипения жидкости, тем лучше;
• кинетическая вязкость — определяет сопротивление потоку жидкости в гидравлической системе;
• гигроскопичность — способность растворять молекулы воды, которые могут повредить тормозную систему;
• концентрация ингибиторов — это группа дополнительных веществ, которые обеспечивают защиту от коррозии и окисления жидкости.

Почему важно менять

Тормозная жидкость очень гигроскопична. В процессе эксплуатации происходит интенсивная абсорбция (поглощение) влаги.

Критический уровень содержания влаги — 3.5%. При таком количестве воды, температура закипания DOT-4 снижается с 230 до 150 градусов. Такой объем влаги жидкость абсорбирует примерно за 2 года эксплуатации. Поэтому производители рекомендуют осуществлять замену не реже чем раз в два года, или после 40 тысяч пробега.

Исключением является DOT-5, срок ее эксплуатации составляет 10-15 лет, поскольку силикон слабо-гигроскопичен.

Большое количество влаги способствует развитию коррозии внутри тормозной системы. Достаточно вспомнить, насколько сложно выкрутить прикипевшие штуцера на цилиндрах при прокачке тормозов.

Но, гигроскопичность «тормозухи» имеет и плюсы.

Вода тяжелее, и если бы она не поглощалась жидкостью, то оседала бы в нижних точках системы и замерзала там. Это могло привести к полному отказу тормозной системы.

Как можно проверить уровень?

Основной показатель — сработавший датчик на приборной панели. Но если он долго не срабатывает, это должно настораживать. Из-за плохих контактов он может быть неисправным. Поэтому лучше иногда открывать капот, заглядывать под него и проверять уровень жидкости в основном цилиндре тормозной системы. Он находится обычно в стороне водителя. Уровень жидкости должен находиться между минимальной и максимальной метками.

Как часто нужно менять

Тормозная жидкость, несомненно, является одной из самых важных рабочих жидкостей в автомобиле. Ее качество напрямую влияет на безопасность. Согласно рекомендациям, тормозную жидкость следует менять каждые 40-50 тысяч. км или каждые два года. Это также стоит делать, когда заметно снижение силы торможения. Тормозная жидкость поддерживает работу гидравлической тормозной системы. Поэтому необходимо поддерживать ее в идеальном состоянии, чтобы добиться наилучшего качества торможения.

Перечисленная тормозная жидкость представлена в разных классах, чтобы каждый читатель смог выбрать лучший состав для своих задач. Указанные средства самые надежные и качественные на современном рынке.

Эксплуатация и замена

Уровень тормозной жидкости легко контролировать по отметкам max и min на стенках бачка, расположенного на главном тормозном цилиндре. При понижении уровня ТЖ, её необходимо доливать.

Многие утверждают, что любые жидкости можно смешивать. Это неверно. В ТЖ класса DOT 3 необходимо доливать такую же, или DOT 4. Любые другие смеси не рекомендуются, а с жидкостями DOT 5 — запрещаются. Сроки замены ТЖ определены изготовителем и указаны в инструкции по эксплуатации автомобиля.

«Живучесть» жидкостей на гликолевой и полигликолевой основе достигает двух-трёх лет, чисто силиконовые служат до пятнадцати.

Изначально любые ТЖ прозрачны и бесцветны. Потемнение жидкости, потеря прозрачности, появление осадка в бачке — верный признак необходимости замены тормозной жидкости.

В хорошо оснащённом автосервисе степень гидратации тормозной жидкости определят специальным прибором.

Изменяется ли жидкость в процессе эксплуатации?

Многие водители не торопятся менять тормозную жидкость (ТЖ) в своем авто в силу устоявшегося мнения о том, что она не меняет своих свойств. Такое утверждение ошибочно, поскольку замкнутым тормозной контур считается условно. Система оснащена компенсационными отверстиями, которые при работе тормозной педали впускают и выпускают воздух.

При эксплуатации ТЖ неизбежно втягивает в себя влагу из воздуха, неизбежно меняя свой состав. Проявляется одно из нежелательных свойств ТЖ — гигроскопичность. Жидкость нужно менять.

Хранение

По стандарту, DOT любого класса, при температуре -40, должен в течение 6 суток сохранять рабочие характеристики. Исключается расслоение, кристаллизация, выпадение в осадок.

Хранить неиспользованную тормозную жидкость нужно только в герметично закрытой таре, иначе она быстро напитается влагой. Сроки хранения производитель указывает на упаковке.