Гальмівна рідина - загальні відомості і основні властивості

Гальмівна рідина - це важливий компонент гальмівної системи. Її головне призначення - передавати зусилля від головного гальмівного циліндра до колісних.

Оскільки більшість рідин практично нестислива, тиск буде передаватися по рідини, і після закінчення мізерно малого часу буде однаковим в усьому обсязі, займаному цією рідиною. Тобто рідина проводить тиск приблизно так само, як дроти проводять електричний струм. І оскільки дроти роблять не з першого-ліпшого матеріалу, а з того який підходить, так і рідина повинна мати певні властивості, щоб бути хорошим провідником тиску.

Завдання хоч і вузька, але надзвичайно відповідальна; у гальмівної системи немає права на відмову ні за яких обставин. Коли в гідравлічному приводі гальм рідина не підтікає, уваги на неї, здавалося б, звертати не потрібно. Однак від її стану залежить ефективність гальмування і стабільність роботи системи. Якщо, наприклад, поганий антифриз або моторне масло лише скорочують термін служби двигуна, то низька якість гальмівної рідини може привести до аварії, тому:
1) вона повинна залишатися рідиною, тобто при робочих умов не кипіти і не замерзати;
2) вона повинна зберігати властивості протягом тривалого часу.

Bo вpeмя тopмoжeнія тopмoзнaя жідкocть в paбoчіx ціліндpax нaгpeвaeтcя дo cpaвнітeльнo виcoкіx тeмпepaтуp. Еcли тeмпepaтуpa дocтігнeт тoчки кипіння тopмoзнoй жідкocті, тo в нeй мoгут oбpaзoвaтьcя пapoвиe пpoбкі. Topмoзнoй пpівoд пpи цьому cтaнoвітcя пoдaтлівим (пeдaль пpoвaлівaeтcя) і еффeктівнocть paбoти тopмoзoв peзкo cніжaeтcя. Етo имeeт ocoбoe знaчeніe для діcкoвиx тopмoзниx мexaнізмoв і cкopocтниx aвтoмoбілeй.

Ocнoвнoй нeдocтaтoк іcпoльзуeмиx в нacтoящee вpeмя тopмoзниx жідкocтeй - гігpocкoпічнocть. Уcтaнoвлeнo, щo зa гoд жідкocть в тopмoзнoй cіcтeмe «нaбіpaeт» 2-3% води Максимальна, яку з часом вона забирає з повітря, в peзультaтe чeгo тeмпepaтуpa кипіння cніжaeтcя нa 30-50ºC. Пoетoму aвтoмoбільниe фиpм peкoмeндуют oбязaтeльнo мeнять тopмoзную жідкocть 1 paз в 2 гoдa внe зaвіcімocті oт пpoбeгa. Виняток - DOT 5.1, її потрібно міняти щороку, так як вона більш гігроскопічна, ніж інші.

Основним параметром гальмівної рідини є її точка кипіння - чим вона вища, тим краще для гальмівної системи. Закипіла гальмівна рідина пузириться і ефективність гальмівної системи знижується - бульбашки газу сильно схильні до стиску, тому не можуть добре передавати гальмівне зусилля на циліндри гальмівних супортів.

Гальмівна рідина складається з основи (її частка 93-98%) і різних присадок (інші 7-2%). Застарілі рідини, наприклад "БСК", виготовлені на суміші касторової олії і бутилового спирту в пропорції 1: 1.

Основа сучасних, найбільш поширених - полигликоли і їх ефіри. Набагато рідше застосовують силікони. У комплексі присадок одні з них перешкоджають окисленню ТЖ киснем повітря і при сильному нагріванні, а інші - захищають металеві деталі гідросистем від корозії.

Основні властивості будь гальмівної рідини залежать від поєднання її компонентів.

Чим вона вища, тим менше ймовірність утворення парової пробки в системі. При гальмуванні автомобіля робочі циліндри і рідина в них нагріваються. Якщо температура перевищить допустиму, ТЖ закипить, і утворюються бульбашки пари. Нестисливої ​​рідина стане "м'якої", педаль "провалиться", а машина не зупиниться вчасно.

Чим швидше їхав автомобіль, тим більше тепла виділиться при гальмуванні. А чим інтенсивніше уповільнення, тим менше часу залишиться на охолодження колісних циліндрів і підвідних трубок. Це характерно для частих тривалих гальмувань, наприклад в гірській місцевості і навіть на рівнинному шосе, завантаженому транспортом, при різкому "спортивному" стилі управління автомобілем. Раптове закипання ТЖ підступно тим, що водій не може передбачити цей момент.

Робоча температура гальмівної рідини коливається від - 50 (на автомобілі, що стоїть в сильний мороз) до + 150 при русі по гірських дорогах.

Отже що станеться при закипанні гальмівної рідини?

Бульбашки пара витісняють деяку її частину в розширювальний бачок ГТЦ. В системі залишається рідина, перемішана з бульбашками пара. Але якщо сама рідина нестислива, то мікроскопічні бульбашки якраз добре стискаються. І тепер передане тиск в першу чергу піде на стиснення бульбашок у всьому обсязі. Як це буде виглядати для водія: педаль гальма стане м'якою, провалиться, а гальмування немає.

Температура кипіння гальмівної рідини безпосередньо залежить від вмісту в ній води, і з підвищенням її концентрації знижується. Тому гальмівна рідина повинна мати мінімальну гігроскопічність (влагопоглощенієм). Крім цього, волога в системі сприяє корозії циліндрів, а в холодну пору - і утворення крижаних заторів.

Наявність в гальмівній рідині всього 2-3 відсотків води знижує температуру її кипіння приблизно на 70 градусів. На практиці це означає, що при гальмуванні DOT-4, наприклад, закипить, що не розігрівшись і до 160 градусів, в той час як в «сухому» (тобто без вологи) стані це станеться при 230 градусах. Наслідки будуть такі ж, як якби в гальмівну систему потрапило повітря: педаль стає колом, гальмівне зусилля різко слабшає.

На малюнку приведена залежність температури кипіння гальмівної рідини від об'ємної концентрації в ній води.

Характеризує здатність рідини прокачуватися по системі. Температура навколишнього середовища і самої ТЖ може бути від мінус 40 ° С взимку в неопалюваному гаражі (або на вулиці) до 100 ° С влітку в моторному відсіку (в головному циліндрі і його бачку), і навіть до 200 ° С при інтенсивному уповільненні машини ( в робочих циліндрах). У цих умовах зміна в'язкості рідини має відповідати прохідним перетинах і зазорам в деталях і вузлах гідросистеми, заданим розробниками автомобіля.

Замерзла (вся або місцями) ТЖ може блокувати роботу системи, густа - буде важко прокачуватися по ній, збільшуючи час спрацьовування гальм. А надто рідка - підвищує ймовірність течі.

А що буде якщо рідина не володіє достатньою морозостійкістю, тобто різко змінює свої властивості при зниженні температури або просто замерзає?

Найбільш критичним параметром при цьому стає в'язкість - якщо вона збільшиться, то помітно зросте час спрацьовування гальм.

У стандарті, розробленому Міжнародним об'єднанням інженерів транспорту (SAE), прямо вказано, що в'язкість гальмівної рідини при -40С не повинна перевищує 1800 сСт (мм 2 / с).

ВПЛИВ НА ГУМОВІ ДЕТАЛІ

Ущільнення не повинні розбухати в ТЖ, зменшувати свої розміри (давати усадку), втрачати еластичність і міцність більше, ніж це допустимо. Розпухлі манжети ускладнюють зворотне переміщення поршнів в циліндрах, тому не виключено пригальмовування автомобіля. З сівши ущільненнями система буде негерметичной через витоки, а уповільнення - неефективним (при натисненні педалі рідина перетікає всередині головного циліндра, не передаючи зусилля гальмівним колодкам).

ВПЛИВ НА МЕТАЛИ

Деталі зі сталі, чавуну і алюмінію не повинні корродировать в ТЖ. Інакше поршні "закиснути" або манжети, які працюють за пошкодженої поверхні, швидко зносяться, а рідина витече з циліндрів або буде перекачуватися всередині них. У будь-якому випадку гідропривід перестає працювати.

Щоб циліндри, поршні і манжети системи менше зношувалися, гальмівна рідина повинна змащувати їх робочі поверхні. Подряпини на дзеркалі циліндрів провокують течі ТЖ.

Стійкість до впливу високих температур і окисленню киснем повітря, яке в нагрітої рідини відбувається швидше. Продукти окислення ТЖ роз'їдають метали.

Схильність гальмівних рідин на полігликолевою основі поглинати воду з атмосфери. В експлуатації - в основному через компенсаційний отвір в кришці бачка. Чим більше води розчинено в ТЖ, тим раніше вона закипає, сильніше густіє при низьких температурах, гірше змащує деталі, а метали в ній корродируют швидше.