Характеристики и состав тормозной жидкости

1.Принцип работы тормозной жидкости.

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.

2. Разновидности и состав тормозной жидкости.

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.

3. Характеристики тормозной жидкости.

Согласно стандарту FMVSS №116 DOT-4 должна иметь следующие основные характеристики:
температура кипения «сухая» (то есть воды в составе не более 0,5%) не меньше 230°С.
температура кипения «мокрая» (воды в составе не более 3,5%) не меньше 155°С.
вязкость при -40°С не более 1800мм2/с
значение pH — не меньше 7,5 и не больше 11,5. (это аналог щелочного числа, например у электролита оно <1, у кожи человека 5,5, у воды 7, у концентрированных растворов щелочей >13)
Кроме этого оговаривается термическая и химическая стабильность (температура кипения не должна изменяться больше, чем на 3°С при испытаниях по методике стандарта), и коррозионная активность.

4. Стандарты тормозной жидкости.

Кстати, уже упомянутый американский стандарт FMVSS 116 не единственный (хотя и первый) в области тормозных жидкостей. Кроме него существуют ещё:

• ISO 4925 — (International Organization for Standardization, что переводится как «Международная организация по стандартизации»)
• SAE J 1703 /1704 — (Society of Automotive Engineers, Inc., аналогично, «Общество автомобильных инженеров»)
• JISK 2233 — (Japanese Industrial Standard, соответственно, «Японский промышленный стандарт»)

На ISO 4925 остановимся чуть поподробнее. В 2005 году эта организация выпустила редакцию стандарта, включающую в себя спецификацию ISO4925 – class 6 с нормативами для машин с ABS. В частности, вязкость при -40 там прописана не выше 750мм2/с. Вот картинка дополнений этого стандарта к основным классам американского DOT.

5. Итого.

Итак, обобщим полученную информацию.

• Во-первых, существует несколько разновидностей тормозной жидкости, однако пользоваться рекомендуется тормозухой класса DOT-4 и выше ввиду её достаточно высокой температуры кипения, а это основной параметр для тормозной жидкости, напрямую влияющий на безопасность езды на машине.
• Во-вторых, помимо температуры кипения для машин с ABS имеет особое значение параметр вязкости при низких температурах (-40), для таких жидкостей разработан специальный стандарт ISO4925 – class 6 (ну или DOT-5.1/ABS).
• В-третьих, все жидкости КРОМЕ DOT-5 состоят в основном из гликолевого спирта, тогда как DOT-5 сделан на основе силикона. Это значит, что смешивать их НЕЛЬЗЯ.
• В-четвёртых, существуют ещё несколько характеристик, отвечающие за термическую, химическую стабильность и коррозионную активность. Обычно на них никто не обращает внимания, что даёт возможность производителям экономить на производстве, не соблюдая технологию. Если несоблюдение значения температуры кипения чревато аварийной ситуацией (что может выйти боком недобросовестному производителю ТЖ), то несоблюдение норм коррозионной активности «всего лишь» означает более быстрый выход из строя деталей и уплотнений тормозной системы.

Отсюда вывод — покупать лучше тормозную жидкость известных производителей (например, Тосол-Синтез с ТЖ марки ROSDOT), давно работающих на рынке и специализирующихся на производстве тормозных и других спецжидкостей для автомобилей.
Ну и вот табличка с основными характеристиками различных стандартов, для наглядности.