Классификация тормозных жидкостей автомобиля

    Содержание

    Введение……………………………………………………………………………..3

1. Тормозные автомобильные жидкости…………………………………………..4
2. Эксплуатационные свойства тормозных жидкостей…………………………..8
3. Применение тормозных жидкостей……………………………………………11
4. Литература………………………………………………………………………13

    Введение

    Чтобы привести в действие отдельные механизмы автомобиля, для передачи усилий можно использовать жидкость. Гидравлические передачи (приводы) имеют некоторые преимущества перед механическими и пневманическими. Именно этим и объясняется их широкое применение: привод тормозов, амортизаторы, усилители, подъемные устройства автомобилей-самосвалов и многое другое.

    Эффективность работы гидравлического привода в первую очередь определяется качеством применяемых жидкостей, которые соответственно должны отвечать определенным требованиям.

    Общими требованиями для всех жидкостей являются отсутствие коррозионного действия на внутренние поверхности гидравлической системы, совместимость с резиновыми и кожаными уплотнениями, незначительная вспениваемость, стабильность при хранении и применении, недефицитность, низкая пожароопасность и др.

    Кроме того, в зависимости от типа гидравлических систем, в которых используются жидкости, к ним предъявляют дополнительные требования.

    В нашей работе мы рассмотрим тормозные автомобильные жидкости, их характеристики, требования предъявляемые к ним, эксплуатационные свойства тормозных жидкостей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Тормозные автомобильные жидкости

    В тормозных системах автомобилей в качестве рабочего тела используют тормозные жидкости или сжатый воздух. Важнейший показатель -быстродействие - обусловил широкое применение в системах небольшой протяжённости и вместимости различных тормозных жидкостей.

    Запас жидкости находится в бачке главного тормозного цилиндра. При нажатии на педаль тормоза жидкость по трубопроводам весьма малого сечения поступает к рабочим тормозным цилиндрам и воздействует на поршни, разводя тормозные колодки. Выделяющееся при торможении тепло способствует нагреву тормозного механизма, в том числе и рабочих тормозных цилиндров до высокой температуры (более 100 °С). При попадании воздуха в систему, равно как и при образовании паровых пробок, эффективность действия тормозов резко снижается. Требуется неоднократное нажатие на тормозную педаль для сжатия воздуха или паров, в то время когда жидкости практически несжимаемы.

    Исходя из изложенных условий работы, можно определить требования к тормозным жидкостям:

    - оптимальная вязкость при низких температурах в зимний период эксплуатации;

    - минимальное изменение вязкости при колебаниях температуры;

    - хорошая прокачиваемость по трубопроводам и через отверстия поршней главного тормозного цилиндра;

    - достаточные смазывающие свойства;

    - нейтральность по отношению к конструкционным материалам;

    - защита от коррозии металлических деталей;

    - высокая температура кипения и низкая температура застывания;

    - низкая пожароопастность;

    - нетоксичность.

    В тормозных системах с гидравлическим приводом применяют тормозные жидкости, которые можно разделить на две группы в зависимости от состава:

    1. Спиртокасторовые жидкости.

    2. Жидкости гликолевого основания.

    Спиртокасторовые жидкости представляют собой смесь касторового масла со спиртами: бутанолом (БСК), этанолом (ЭСК) и изопентанолом (АСК).

    Широкое распространение до недавнего времени имела жидкость, состоящая из 50% бутанола (бутилового спирта) и 50% касторового масла. В жидкость добавлен краситель характерного красного цвета, из-за чего многие водители называют жидкость БСК - «красная».

    Жидкость БСК обладает очень хорошими противоизносными свойствами. Ядовита. В области отрицательных температур обладает крутой вязкостнотемпературной зависимостью. При повышенных температурах происходит интенсивное испарение бутанола. При длительном воздействии на жидкость температур ниже минус 20 °С наблюдается интенсивное вымерзание касторового масла, что может привести к выходу из строя гидроприводов тормозов.

    В настоящее время жидкость БСК выпускается и имеется в продаже, но считается устаревшей и находит ограниченное применение.

    Жидкости гликолевого основания «Нева», «Томь», «Роса» более перспективны и в большей мере отвечают требованиям к тормозным жидкостям.

    Жидкости «Нева» и «Томь» изготавливают на основе этилкарбитола с добавлением антикоррозионных, противоизносных (перемещение поршеньков) и антиокислительных присадок. Жидкости имеют температуры кипения около 200 °С, хорошие температурно-вязкостные свойства. Ядовиты.

    Наиболее перспективной тормозной жидкостью, удовлетворяющей современным требованиям, является жидкость «Роса». Это высокотемпературная гидротормозная жидкость на основе борсодержащих полиэфиров. В жидкость введены антиокислительная и антикоррозионная присадки.

    Гликолевые жидкости ядовиты. Они предназначены для применения в широком интервале температур окружающей среды: от минус 50 °С до 50 °С. Полностью взаимозаменяемы и совместимы.

    Показатели качества перечисленных жидкостей представлены в табл. 1.

    К основным эксплуатационным свойствам тормозных жидкостей относятся: гигроскопичность, механические свойства, противоизносные свойства, коррозионная активность, стабильность, токсичность, пожаро-опасность и защитные свойства.

    Гигроскопичность - способность поглощать воду из окружающей среды. Это свойство должно предохранять тормозные системы от появления в них воды в свободном виде, химически связывать её. Это препятствует образованию ледяных или паровоздушных пробок в интервале рабочих температур. У большинства гидравлических тормозных систем в пробке бачка для тормозной жидкости имеется отверстие для сообщения с атмосферой. Из опыта эксплуатации известно, что в течение первого года использования в жидкости накапливается до 2% влаги, второго - 3,5 и третьего - 4,5%. Вследствие поглощения влаги, температура кипения [жидкости] снижается почти на 100 °С. Невысокая температура кипения может привести к образованию паровых пробок, особенно при напряжённой работе тормозной системы (интенсивное торможение, дисковые тормозные механизмы и др.). Кроме того, повышенное содержание воды в жидкостях приводит к коррозии металлических деталей. Особенно неблагоприятно это сказывается на внутренних рабочих поверхностях тормозных цилиндров и поршнях -приводит к заклиниванию последних, а также к утечкам жидкости.

    Таблица 1. Характеристики тормозных жидкостей

    Продолжение таблицы 1. Характеристики тормозных жидкостей

    * В знаменателе показана температура кипения «увлажнённой» жидкости. 
 
 
 

2. Эксплуатационные свойства тормозных жидкостей

    На рис. 1 показано изменение температуры кипения тормозной жидкости в зависимости от пробега [автомобиля] и происходящего при этом «увлажнения» жидкости.

    Рис. 1. Изменение температуры кипения тормозной жидкости в зависимости от пробега

    Температура кипения. Это важнейший показатель, определяющий предельно-допустимую рабочую температуру гидропривода тормозов. Температура кипения большей части современных тормозных жидкостей в процессе эксплуатации снижается из-за их высокой гигроскопичности. Это происходит в результате попадания воды, главным образом за счет конденсации из воздуха. Поэтому наряду с температурой кипения "сухой" тормозной жидкости определяют температуру кипения "увлажненной" жидкости, содержащей 3,5% воды.

    Температура кипения "увлажненной" жидкости косвенно характеризует температуру, при которой жидкость будет "закипать" через 1,5-2 года ее работы в гидроприводе тормозов автомобиля. Для обеспечения надежности работы тормозов необходимо, чтобы рабочая температура жидкости в гидроприводе была выше, чем в тормозной системе.

    Многолетние эксплуатационные наблюдения показывают что температура жидкости в гидроприводе тормозов грузовых автомобилей обычно не превышает 100^о С. В условиях интенсивного торможения, например на горных дорогах, температура может подняться до 120 °С и более.

    Температура жидкости в легковых автомобилях с дисковыми тормозами при движении по магистральным автострадам составляет 60-70 ^о С, в городских условиях достигает 80-100 ^о С, на горных дорогах 100-120 °С, а в экстремальных ситуациях (при высоких скоростях движения, высокой температуре воздуха и интенсивном торможении) - до 150 °С. В некоторых случаях (спецмашины, спортивные автомобили и т.д.) температура жидкости может превышать указанные значения.

    Следует подчеркнуть, что начало образования паровой фазы тормозных жидкостей при нагреве, а следовательно и паровых пробок в гидроприводе тормозов, происходит при температуре на 20-25 ^о С ниже температуры кипения жидкости. Это обстоятельство принимается во внимание при установлении показателей качества тормозных жидкостей.

    Согласно требованиям международных стандартов температура кипения "сухой" и "увлажненной" тормозной жидкости должна иметь значения соответственно не менее 205 и 140 ^о С для автомобилей при обычных условиях их эксплуатации и не менее 230 и 155 ^о С - для автомобилей, эксплуатирующихся на режимах с повышенными скоростями или с частыми и интенсивными торможениями, например на горных дорогах. Следует иметь в виду, что на автомобиле, остановившемся после интенсивных торможений, температура жидкости может некоторое время повышаться за счет теплоты тормозных колодок, так как их охлаждение прекращается из-за отсутствия встречного потока воздуха.

    Вязкостно-температурные свойства. Процесс торможения обычно длится несколько секунд, а в экстренных условиях доли секунды. Поэтому необходимо, чтобы сила, прилагаемая водителем к педали тормоза, с помощью рабочей жидкости быстро передавалась на колесные тормоза. Для этого жидкость должна обладать необходимой текучестью, которая определяется максимально допустимой вязкостью при температуре -40 ^о С: не более 1500 мм²/с для жидкостей общего назначения и не более 1800 mm²/c - для высокотемпературных жидкостей. Жидкости в автомобилях, эксплуатируемых в северных районах, должны иметь вязкость не более 1500 мм²/с при температуре -55 °С. Вязкость при температуре +50^о С должна быть не менее 5,0 мм²/с.

    Антикоррозионные свойства. В гидроприводе тормозов детали из различных металлов соединяются между собой, что создает условия для возникновения электрохимической коррозии. Для ее предотвращения жидкости должны содержать ингибиторы коррозии.

    Эффективность ингибиторов коррозии оценивается по изменению массы и состоянию поверхности пластин из стали, чугуна, белой жести, алюминия, латуни, меди после их выдерживания в тормозной жидкости, содержащей 3,5% воды, в течение 120 ч при 100 ^о С.

    Совместимость с резиновыми уплотнениями. Герметичность тормозной системы достигается путем использования резиновых уплотнительных манжет.

    В результате небольшого набухания манжет под воздействием тормозной жидкости их уплотнительные кромки плотно прилегают к стенкам цилиндров.

    Однако излишнее набухание манжет недопустимо, так как может произойти их разрушение при перемещении поршней, а чрезмерное уплотнение манжет может вызвать утечку жидкости из тормозной системы.

    Чтобы определить, как манжеты проявят себя в эксплуатации, проводят испытание на набухание резины. Для этого манжеты или образцы резины, из которой выполнены манжеты, выдерживают в тормозной жидкости при температурах 70 ^о С и 120 °С. После этого определяют изменение объема, твердость и диаметр манжет.

    Смазывающие свойства. Влияние жидкости на износ рабочих поверхностей тормозных поршней, цилиндров, манжетных уплотнений зависит от ее смазывающих свойств, которые проверяются при стендовых испытаниях, имитирующих работу гидропривода тормозов в тяжелых условиях эксплуатации.

    Стабильность при высоких и низких температурах. Тормозные жидкости должны сохранять исходные показатели в интервале рабочих температур от -50 до 150 °С. При хранении и применении они должны противостоять окислению и расслаиванию, образованию осадков и отложений на деталях гидропривода тормозов.

    Качество тормозных жидкостей оценивается по результатам лабораторных, стендовых и эксплуатационных испытаний. 
 

3. Применение тормозных жидкостей

    Срок службы тормозной жидкости определяется руководством по эксплуатации автомобилей (обычно 1,5-2 года).

    На автомобилях ВАЗ тормозные жидкости используют в соответствии с техническими требованиями к материалам ВАЗ (ТТМ ВАЗ 1.97.738-97). Этим требованиям отвечает только одна жидкость, выпускаемая в России - ВТЖ «Роса-ДОТ4». Период её замены - три года.

    Тормозные жидкости «Томь» и «Роса-ДОТ 3» не отвечают требованиям ТТМ, однако могут применяться в заднеприводных автомобилях с периодом замены два года.

    Тормозная жидкость «Нева» исключена из карт смазки автомобилей, но при отсутствии допущенных жидкостей её можно использовать с ежегодной заменой в автомобилях старых моделей с приводом на задние колёса.

    Некоторые правила использования тормозных жидкостей.

    1. Применение только рекомендованных марок жидкостей.

    2. Для автомобилей, эксплуатируемых в районах Крайнего Севера необходима специальная низкозамерзающая жидкость с вязкостью при минус 55 °С не более 1500 мм /с. Иногда практикуется разбавление гликолевых жидкостей 18-20% этиловым спиртом. Такая смесь работоспособна до температуры минус 60 °С, но снижается температура кипения и не обеспечивается герметичность резиновых манжетных уплотнений. Это крайняя, вынужденная мера. Весной эту жидкость следует заменить.

    3. Тормозные жидкости могут повреждать лакокрасочное покрытие автомобиля.

    4. Повторно использовать даже кондиционную тормозную жидкость, слитую из тормозной системы, можно только после тщательной фильтрации и отстоя в герметичной таре.

    5. При замене тормозной жидкости необходимо полностью удалить старую жидкость при помощи сжатого воздуха в соответствии со схемой прокачивания тормозов и затем промыть систему техническим этиловым спиртом.

    6. Даже при показаниях на совместимость различных марок жидкостей долив желательно производить жидкостью той же марки.

    7. Хранить тормозную жидкость следует в герметичной таре. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Литература

1. Васильева Л.С. Автомобильные эксплуатационные свойства: Учеб. для вузов. Изд. 2-е / Л.С. Васильева - М.: Наука – Пресс, 2004. – 421с.
2. Смирнов А.В. Автомобильные эксплуатационные материалы: Учеб. пособие / НовГУ им. Ярослава Мудрого. – Великий Новгород, 2004. – 348с.
3. Стуканов В.А. Автомобильные эксплуатационные материалы: Учебное пособие. Лабораторный практикум. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2002. – 208с.