Гальмівна рідина

 
Введення

Для початку  слідзрозуміти, що гальмівна рідина - це робоче тіло гідравлічної гальмівноїсистеми, що передає тиск від головного  гальмівного до колісних циліндрах,які  притискають гальмівні колодки  до дисків або барабанів. Від того, наскількиефективно вирішується це завдання, безпосередньо залежить життя самого водія і йогопасажирів. Гідравлічний гальмівний привід сучасного автомобіля отримавтаку назву тому, що всі його порожнини заповнені спеціальною рідиною.Педаль гальма пов'язана з поршнем головного гальмівного циліндра. При гальмуваннірідина з циліндра витісняється і передає зусилля на поршні колісних гальмівнихциліндрів. Останні висуваються, приводячи в дію гальмівні колодки, іавтомобіль уповільнює хід або зупиняється.

І оскільки більшістьрідин, на відміну від газів, практичнонестискувана, тиск буде передаватися по рідини, і після закінчення мізерномалого часу буде однаковим в усьому обсязі, займаному цією рідиною.При різкому гальмуванні тиск в системі може досягати 100 атмосфер!

Тобто рідинапроводить тиск приблизно так само, як дроти проводять електричний струм. Іоскільки дроти роблять не з першого-ліпшого матеріалу, а з того якийпідходить, так і рідина повинна мати певні властивості, щоб бути хорошимпровідником тиску.

Два властивості  найбільшважливі:

1) вона повинназалишатися  рідиною, тобто при робочих  умовах не кипіти і не замерзати;

2) вона повинна  зберігативластивості протягом  тривалого часу.

У 1917 році шотландцемМ.Локхідом була розроблена гальмівна система  з гідравлічним приводом, в точас  використовували гліцерин або його суміш з водою і касторовою олією, алевперше рідина застосована на автомобілі (В«БугаттіВ») тільки в 1921 р. Гальмівнірідини вироблялися на основі касторової олії або багатоатомних спиртів -гліколей. Експлуатаційні якості краще у рідин на "касторовой"основі. Касторова олія має високі змащувальні властивості і невикликає "раскісанія" натуральної гуми, з якої виготовленіущільнювальні деталі гальмівної системи. Однак висока температура застигання(-600С) і чимала вартість виключають можливість застосування чистогокасторової олії в якості гальмівної рідини.

В останні роки восновному застосовуються гальмівні  рідини на основі гліколей (двоатомнихспиртів) і їх похідних. Всі вони за класифікацією DOT взаємозамінні,абсолютно нейтральні по відношенню до гумових та металевим деталям гальмівнихсистем. Слід пам'ятати, що змішувати рідини різних класів і виробниківне рекомендується, так як можлива зміна їх властивостей. Заборонено змішуватигліколеві рідини з касторовою.

Якість гальмівноїрідини тим краще, чим вище наступні її параметри і характеристики:

• температура  кипіннявласне рідини у тому числі, при поглинанні 2-4% вологи;

•в'язкісно-температурні властивості і їх стабільність;

• антикорозійні  тазмащувальні властивості;

• сумісність згумовими деталями.

Позначення

DOT - Скорочення від United States Department of Transportation (USDOT або простоDOT): Департамент транспорту США, що займається питаннями безпекитранспорту. Саме цей департамент розробив специфікацію мінімальнихвимог до характеристик гальмівних рідин і розбив їх на класи в своємустандарті FMVSS № 116. Класи ці та отримали назву та маркування за родівшемуїх департаменту і оскільки документ цей з технічної точки зору несуперечив здоровому глузду (що саме по собі нонсенс, враховуючи що мова йдепро США), то він успішно був підхоплений світовою спільнотою для класифікаціїгальмівних рідин.

Стандарт позначаєкласи  гальмівної рідини як DOT 3, DOT 4, DOT 5 і DOT 5.1, однак навітчизняному ринку можна  зустріти так само гальмівні рідини з маркуваннямиDOT 4.5 і DOT 4 +. Останній швидше за все є тим же самим, що і DOT 4.5 іобидва не класифікуються американським стандартом. Маркування гальмівної рідиниDOT 5.1 не має ніякого відношення до марки DOT 5 і це є винятком ізздорового глузду американців, в який ми по наївності повірили спочатку, в рамкахстандарту.

У більшостісучасних  гідравлічних гальм зараз застосовується гальмівна рідинамаркування DOT різних марок. Виняток становлять хіба що гідравлічнігальма  фірм Shimano і Tektro, де в якості рідини використовується мінеральнемасло власної марки.

Багато виробників,дотримуючись класифікації згідно зі стандартом випускають гальмівнурідина з вищими показниками, ніж це потрібно для їхнього і  навітьбільш високого класу, таким  наприклад є неприкаяний DOT 4.5 абозустрічається іноді Super DOT 4. Не буду називати виробника останньоїмарки, зазначу лише що виробник заявляє по всіх пунктах характеристикизначно перевершують навіть DOT 5.1 в стандарті. Так чому ж тоді він всетаки 4, а не 5.1? Відповідь криється в детальному аналізі вмісту, який маєпройти рідину при сертифікації і маркетинговому бажанні продати подорожче те,що є. Найчастіше продукти маркувань DOT 4 +, DOT 4.5, Super DOT 4 і т.д.дійсно перевершують по частині параметрів той же DOT 4, але невідповідають за яким або окремим вимогам більш високого класу, наприкладможуть не містити в достатньому об'ємі (або взагалі не містити)антикорозійних присадок, наявність яких вимагає маркування DOT 5.1, так щоголовне розуміти, що будь гальмівна рідина хоч MegaPuper DOT 4.999, вона всеодно по суті своїй є звичайним DOT 4 і не більше того.

Склад

DOT - це система  класифікації,запропонована Американським  Департаментом Транспорту [Department of Transport],яка класифікує гальмівні  рідини згідно температурі закипання  ів'язкості сухий і містить вологу рідини. Рідини DOT 3 та DOT 4 являютьсобою мінеральні масла, засновані на поліглікопях. Основою рідини DOT 5є силікон, і вона не може бути змішана з полигликоли. DОT 5.1 подібнаDОT 3 і DOT 4 і тому сумісна з ними, так як вона грунтується не насиліконі. DOT 5.1 була розроблена для використання в антиблокувальнагальмівних системах і володіє меншою в'язкістю.

В якості основи, підвсіх гальмівних рідинах крім DOT 5, використовується поліетиленгліколь  впоєднанні з поліефіру борної кислоти, а для DOT 5 в якості основизастосовується силікон. Гальмівні рідини DOT 3, DOT 4 і DOT 5.1 мають однуоснову і можуть взаимозаменять один одного без будь-яких проблем , по крайнеймірою в межах одного виробника. Деякі виробники використовують вЯк основа для виробництва DOT 3 (а можливо й інших марок)поліалкіленгліколь. Інформації по несумісності рідин на основіполіетиленгліколю і поліалкіленгліколя ніде не вдалося знайти, а знання хімії впершому наближенні дозволяє заявити, що така суміш буде працювати не гіршеніж вихідні компоненти. Так само окремо існує клас рідин DOT5.1/ABS, призначений спеціально для машин з системою антиблокування коліс,до складу якого входять як гліколеві, так і силіконові з'єднання, що роблятьцю рідину несумісною з жодною іншою.

При змішуваннірідин на гліколевої основі (DOT 3, DOT 4 чи DOT 5.1) з рідиною DOT 5 насиліконовій основі відбувається хімічна реакція, в результаті якоївиходить склад не відповідає ніяким вимогам гальмівної рідини іє агресивним по відношенню до матеріалу ущільнювачів. Заміна гліколевоїгальмівної рідини на силіконову можлива, але для цього потрібнопопередньо прочистити і ретельно просушити всю гальмівну систему від староїгальмівної рідини. Переваги такої заміни, у разі велосипеда вкрайнеочевидні.

Гальмівна рідина (ТЖ)складається з основи (її частка 93-98%) і різних присадок (решта 7-2%).Застарілі рідини, наприклад "БСК", виготовлені на суміші касторової олії ібутилового спирту в пропорції 1:1. Основа сучасних, найбільшпоширених, в тому числі ("Нева", "Томь" і РосДОТ, вона ж "Роса"), -полигликоли та їх ефіри. Набагато рідше застосовують силікони. У комплексі присадокодні з них перешкоджають окисленню ТЖ киснем повітря і при сильному нагріванні,а інші - захищають металеві деталі гідросистем від корозії. Основнівластивості будь гальмівної рідини залежать від поєднання її компонентів.

Температура кипіння

Гальмівна рідина -основний передавальний елемент  механізму гідравлічних гальм, відповідальний запередачу зусилля від гальмівної ручки до гальмівних колодок. Як відомо з курсуфізики, рідина практично не стисливості в порівнянні з газом, а отжевсі зусилля рукоятки повністю передається на гальмові колодки. Тертя гальмівнихколодок про диски (ротори) і є тією самою механічною силою, що поглинаєкінетичну енергію руху велосипеда (машини, мотоцикла, боліда формули-1)а простіше кажучи, зупиняє його. Але за законом збереження, ніяка енергія непропадає безслідно і енергія руху в гальмах перетвориться тертям взвичайне тепло, нагріваючи колодки і ротор. Нагріваючись, рідина закипає утворюючибульбашки пари, які як і будь-які гази, піддані сильному стисненню. Стискаючись,газ перешкоджає передачі гальмівного зусилля і гальма просто перестаютьефективно працювати.

Температура кипіннякласів  гальмівної рідини, у відповідності  зі стандартом, представлена ​​нанаступному графіку.

Всі гліколевігальмівні рідини гігроскопічні і з часом експлуатації рідина поглинаєвологу з повітря, з  яким входить у контакт. Значення "нової"гальмівної рідини на графіку  відповідає її нормальному зневодненогостаном, у якому вона буває відразу після покупки, а "старої" вонаставати після того, як поглине 3,5% води. Оскільки стандарт не знаєтакого класу як DOT 4.5 (на графіку пунктиром), то вивчення написів накоробках та асортименту продукції, що продається показало, що це той же DOT 4, сприсадками дозволяють підвищити деякі характеристики, в тому числі ітемпературу кипіння. Насправді крива температури кипіння DOT 4.5 може розташовуватисяу всьому діапазоні простору від червоної (DOT 4) до жовтої (DOT 5) лінії, вЗалежно від того, що туди напхав виробник.

Досвід показує, щоробоча температура гальмівної рідини в  найбільш гарячих точках системиприблизно така: 60-70оС при русі по шосе, 80-100ОС в  місті і 100-120оСна гірських дорогах. Але це в середньому, а в напружених умовах вона нерідкодосягає 150оС і навіть більше, оскільки, наприклад, гальмівна колодка придекількох екстрених гальмуваннях нагрівається до 600оС. Тому рідина внесприятливої вЂ‹вЂ‹ситуації може закипіти, а це загрожує катастрофою: обсягголовного циліндра невеликий (всього 5-15 мл), а як тільки об'єм бульбашок пари всистемі перевищить цю величину, то гальма повністю відмовлять. Але і до цього, прималих розмірах парових пробок, ефективність гальм вже помітно падає.

У сучасних гальмівнихрідин  температура кипіння набагато вище критичної (тобто 150оС), алецим не можна спокушатися. Речовини, що входять до їх складу, по більшій частині дужегігроскопічні, тобто легко вбирають вологу з повітря, а гумові манжетислужать поганий перешкодою для цього процесу. Точка кипіння "зволоженої"рідини в порівнянні з "сухою" набагато нижче, вона легко падає до критичноївеличини і навіть далі. Тому в паспортних даних завжди вказують двазначення температури кипіння: без вологи і з вмістом 3,5% води. Якщоостання мала, то в системі з дисковими гальмами таку рідину застосовувати неслід.

Термін  служби

Термін експлуатації, вперебігу якого рідина набирає  вологу і ставати старою для DOT 3 та DOT 4становить 2-3 роки при експлуатації в автомобілі, в велосипеді цей  термінмабуть буде значно довше. DOT 5.1 більш  гігроскопічна, але й міститьнабагато  більшу кількість присадок, тому термін служби її в автомобілі можедосягати 4-5 років, тобто на середній термін служби самого велосипеда її цілкомможе вистачити цілком. Силіконова рідина DOT 5 взагалі слабогігроскопічна ітермін служби її може досягати до 10-15 років, але вона має ряд інших проблем, вЗокрема високий ступінь аерації внаслідок високого показника розчинностіповітря і як результат DOT 5 заборонена до застосування в машинах зантиблокувальною системою (ABS), але на щастя велосипедів це не стосується.

Замінугальмівної рідини потрібно проводити один раз на 1,5 - 2 роки, або через 40 000км пробігу. Фахівці автосервісу радять в умовах сирого Приморськогоклімату робити це один раз на рік - це дозволить довше зберегти деталігальмівної системи в справному стані.

Якщорідина поміняла свій колір на сіро-бурий, її потрібно замінити негайно, такяк в ній накопичилися продукти розкладання, тертя і зносу деталей. (Якщопам'ятаєте, в моторному маслі все навпаки - потемніння масла означає, що в ньомудобре працюють миючі присадки). Частки бруду можуть привести до заклинюваннягальмівних циліндрів і відмови гальм. Тому потемнілу рідину потрібноміняти, не чекаючи закінчення встановленого терміну. Колір рідини відстежитидуже просто - бачок для рідини в моторному відсіку - прозорий.

Загальноприйнятедумка, що В«оригінальніВ» рідини TOYOTA, NISSAN, HONDA найкращим чиномпідходять для японських автомобілів. До речі, застосовуватися вони можуть на автомобіляхвсіх марок. Коштують вони на порядок дорожче вітчизняних рідин.

Російськірідини РосДот 4, РосДот 4,5, LUXOIL EXTRA - відповідають найсучаснішимстандартам безпеки, мають високу температуру кипіння В«сухийВ» рідини -не менше 2600С і В«зволоженоюВ» - 1600С. Всі ці рідини призначені длявикористання в гідроприводах гальм і зчеплень всіх автомобілівіноземного та Російського виробництва, оснащених дисковими і барабаннимисистемами гальмування.

Заміна

Додавання свіжоїрідини при прокачуванні системи після  ремонту не відновлює властивості  ТЖ,оскільки майже половина її практично  не змінюється. Тому в терміни,встановлені автозаводом, рідина в гідросистемі потрібно замінювати повністю.

Застосування

Але давайте  теперзлегка поміркуємо головою, на предмет того, що ж нам треба. Перша  ж думка,відвідує голову при прочитанні характеристик температури кипіння  гальмівнихрідин кричущо запитує про те, чи можливо взагалі нагріти гальмівнурідина в системі хоча б до 150 В° C, якщо мова спочатку йде про велосипед?Уява малює скаженого даунхільщіка, що мчить на затиснутих гальмах зсамої вершини Евересту до самих його підніж. Бачити гальмівні ротори, нагрітідо температури при якій торкатися до них уже не можна мені доводилося, алеможливість закип'ятити саму рідину мені особисто представляється малоймовірним.Тому залишимо характеристики кипіння мотогонщик і стрітрейсери, азупинимо увагу лише на те, що гальмівна рідина DOT 5.1 володієвеликим набором антикорозійних присадок, значно подовжують термін службивсієї гальмівної системи .

В'язкість

Ще однахарактеристика, мабуть найважливіша для нас, що відповідає за якість роботигальм - це в'язкість гальмівної рідини. Чим менше в'язкість, тим більшешвидко і точно передається гальмівне зусилля і гальма більш адекватно реагують.