Тормозные жидкости — классификация, характеристики, взаимозаменяемость
В тормозных системах автотранспортных средств, а также в системах сцепления применяется тормозная жидкость под маркировкой ДОТ. Исключение составляют гидравлические тормоза фирм Shimano и Tektro, у которых, в качестве тормозной жидкости, применяется минеральное масло собственных марок.
Изначально DOT — аббревиатура United States Department of Transportation (USDOT или просто DOT): Департамент транспорта США, отвечающий за вопросы безопасности транспорта. DOT и разработал спецификацию минимальных требований к характеристикам тормозных жидкостей, а также разделил спецификацию на классы в своём стандарте FMVSS №116. Эти классы и получили соответствующее название DOT и маркировку DOT-3, DOT-4, DOT-5. Этот документ был принят за основу для дальнейшей классификации тормозных жидкостей.
Уже позднее были разработаны нормативные документы и международные стандарты такие, как SAE J 1703, ISO 4925, FMVSS 116, а также нормативные документы в различных странах.
Состав: в тормозных жидкостях DOT 3, DOT 4 в качестве полигликолевой основы используется полиэтиленгликоль в сочетании с полиэфирами борной кислоты, а для DOT 5 в качестве основы применяется силикон.
Также, каждая компания производитель тормозной жидкости добавляет комплекс присадок, для получения заданных характеристик по вязкости, сжимаемости и др.
Тормозные жидкости DOT 3, DOT 4 и DOT 5.1 имеют одинаковую химическую основу и потому они взаимозаменяемы.
Но, в любом случае, перед применением необходимо внимательно прочесть на этикетке информацию производителя о совместимости тормозных жидкостей.
Отдельно существует отдельный класс жидкостей — DOT 5.1/ABS, которая предназначена для машин с ABS (антиблокировочной системой колёс), в состав DOT 5.1 входят силиконовые и гликолевые соединения, из-за чего эта жидкость несовместима с жидкостями других марок.
Сжимаемость: на протяжении всего процесса эксплуатации тормозная жидкость должна поддерживать низкий уровень сжимаемости жидкости и минимально зависеть от температурных колебаний.
Температура кипения: в результате трения при торможении тормозные колодки нагреваются. Тепло от колодок передается тормозным цилиндрам и тормозной жидкости, температура тормозной жидкости начинает повышаться, а при интенсивном или частом торможении она даже может закипеть. При закипании любой жидкости, в том числе и тормозной — выделяются пузырьки воздуха. Эти пузырьки могут образовать воздушную пробку в тормозной системе. Такая "воздушная пробка" может привести к неработоспособности тормозной системы.
Поэтому, чем выше температура кипения у тормозной жидкости, тем лучше. И это основной показатель характеристики тормозных жидкостей.
Вязкость: у тормозной жидкости она должна оставаться постоянной, и при этом иметь инимальную зависимость от температуры в диапазоне во всем рабочем диапазоне температур: -40 — +100°C. Значение минимально уровня вязкости особенно актуально при низких температурах в современных автомобилях в которых применяются системы электронного управления устойчивостью движения (ESP), системы регулирования тягового усилия на колесах (TSC), а также антиблокировочной системы тормозов (ABS).
По стандарту FMVSS 116 кинематическая вязкость тормозной жидкости DOT 4 при -40°C не должна превышать 1800 мм2/с.
Защита от агрессивного воздействия: тормозные жидкости не должны оказывать разрушающего воздействия на резиновые, пластиковые и металлические детали тормозной системы. Антикоррозионные качества любой жидкости определяется активностью ионов водорода (индекс рН) и этот параметр для тормозной жидкости должен находиться в пределах от 7 до 11,5 единиц, и если меньше 7 — воздействует на сталь, если больше 12 — воздействует на цветные металлы. Антикоррозионные защитные свойства тормозной жидкости обеспечиваются добавлением специальных присадок.
Абсорбция влаги: как уже писалось выше, при торможении происходит нагрев тормозной жидкости, а затем при ее охлаждении, образуется конденсат воды. С течением времени количество воды в тормозной системе увеличивается, и это может привести к замерзанию воды при низких температурах, а также приводит к понижению температуры кипения тормозной жидкости, что видно на прилагаемом графике.
Срок эксплуатации: из-за абсорбции влаги срок эксплуатации тормозных жидкостей ограничен. Практика показывает, что в течение первого года эксплуатации автомобиля в тормозной жидкости скапливается до 2% влаги, ко второму году — до 3,5%, к третьему — до 4,5%. На графике хорошо проилюстрированно, что для DOT-3 и DOT-4 срок эксплуатации составляет 2-3 года.
DOT 5.1 более гигроскопична, но при этом она содержит большее количество специальных присадок, поэтому и срок эксплуатации её может достигать 4-5 лет.
Силиконовая жидкость DOT 5 слабогигроскопична, а значит имеет более длительный срок службы. Для DOT-5 он может достигать 10-15 лет, но при этом есть ряд других проблем, в частности это высокая степень аэрации из-за высокого показателя расворимости воздуха в жидкости, и как результат, DOT 5 запрещена к эксплуатации в автомобилях в которых установлена антиблокировочная система абривиатура ABS.
Отличительные особенности тормозных жидкостей класса DOT.
Основные отличия тормозных жидкостей — температура кипения и абсорбция влаги. Чем выше температура кипения, тем лучше тормозная жидкость, но при этом будет она будет дороже.
Тормозная жидкость класса DOT 3 – для этого класса жидкостей основа — соединения гликолей (двухатомных спиртов). Использование гликоля удешевляет стоимость ее изготовления, но при этом DOT-3 более гигроскопична, то есть быстрее накапливает влагу. И это приводит к снижению температуры кипения у тормозных жидкостей данного класса.
Тормозная жидкость класса DOT 4 – жидкость с улучшенными характеристиками, рассчитанные на работу в автомобилях с дисковыми и дисковыми вентилируемыми тормозами. Ее основа — соединения сложных эфиров с борной кислотой. Борная кислота, которая входит в состав DOT-4 полностью нейтрализует конденсат воды. Это приводит к образованию меньшего количества влаги по сравнению с жидкостью DOT 3, и способствует поддержанию заданного уровня температуры кипения, а также увеличивает срок службы жидкостей класса DOT-4.
Тормозная жидкость класса DOT-4 относится к высококачественным тормозным жидкостям.
Тормозная жидкость класса DOT 5 — изготавливается но основе силикона и негигроскопична, то есть не поглощает попавшую в тормозную систему влагу не смешивается с ней, и это может привести к накоплению воды в нижних точках тормозной системы и в замерзании этой попавшей в систему воды при низких температурах.
Тормозная жидкость класса DOT 5.1 – жидкость этого класса имеет состав похожий на жидкость DOT-4 но, за счет использования присадок имеет большую температуру кипения. Это позволяет применять DOT 5.1 в тормозных системах автомобилей, развивающих большую скорость.
Смешивание тормозных жидкостей: если в тормозную систему залита жидкость класса DOT 5 (не путать с DOT-5.1!) — нельзя доливать жидкость DOT 3 или DOT 4. Это приведет к выходу из строя тормозной системы.
Тормозные жидкости класса ДОТ-4 разрешается смешивать с ДОТ-3 и смешивать
одинаковые жидкости между собой.
Необходимо соблюдать правило по которому более высокий класс жидкости можно добавлять в более низкий, а наоборот смешивать нельзя. Например, если в автомобиле заливалась тормозная жидкость DOT-3, в этом случае можно доливать жидкость DOT-3, DOT-4 или DOT-5.1. Это даже улучшит свойства данной тормозной жидкости .
Тип жидкости
DOT 3
DOT 4
DOT 5.1
Температура кипения новой тормозной жидкости, °C
205
230
260
Температура кипения "старой" жидкости, °C
140
155
180
Вязкость новой жидкости при температуре -40 °C, мм2/с
1500
1800
900
Классификация тормозных жидкостей
Тормозные жидкости состоят из основы (ее доля 93—98%) и различных добавок, присадок, иногда красителей (7—2%). По своему составу они делятся на минеральные, гликолевые и силиконовые.
Минеральные ТЖ представляют собой различные смеси в пропорции 1:1 касторового масла и спирта, например бутилового (красно-оранжевая жидкость БСК). Такие жидкости обладают хорошими смазывающими и защитными свойствами, негигроскопичны, не агрессивны к лакокрасочным покрытиям. Но они не соответствуют международным стандартам по основным показателям: имеют низкую температуру кипения (их нельзя применять на машинах с дисковыми тормозами) и становятся слишком вязкими уже при -20 °С. Минеральные жидкости нельзя смешивать с гликолевыми, иначе возможно набухание резиновых манжет узлов гидропривода и образование сгустков касторового масла.
Гликолевые ТЖ, имеющие в качестве основы полигликоли и их эфиры — группы химических соединений на основе многоатомных спиртов. У них высокая температура кипения, хорошие вязкостные и удовлетворительные смазывающие свойства. Основным недостатком гликолевых жидкостей является гигроскопичность — склонность поглощать воду из атмосферы. Чем больше воды растворено в тормозной жидкости, тем ниже ее температура кипения, больше вязкость при низких температурах, хуже смазываемость деталей и сильнее коррозия металлов.
Отечественные и импортные гликолевые жидкости классов ДОТ-3, ДОТ-4 и ДОТ-5.1 взаимозаменяемы, но смешивать их нежелательно, так как основные свойства при этом могут ухудшаться. На автомобилях, выпущенных более двадцати лет тому назад, резина манжет может быть несовместимой с гликолевыми жидкостями — для них необходимо использовать только минеральные тормозные жидкости (или придется менять все манжеты).
Силиконовые ТЖ изготавливаются на основе кремнийоргани- ческих полимерных продуктов. Их вязкость мало зависит от температуры, они инертны к различным материалам, работоспособны в диапазоне температур от -100 до +350 °С и не адсорбируют влагу. Их применение, в частности, ограничивают недостаточные смазывающие свойства. Основанные на силиконе жидкости несовместимы с другими. Силиконовые жидкости класса ДОТ-5 следует отличать от полигликолевых ДОТ-5.1, так как сходство наименований может привести к путанице. Для этого на упаковке дополнительно обозначают:
- • ДОТ-5 — SBBF («silicon based brake fluids» — тормозная жидкость, основанная на силиконе).
- • ДОТ-5.1 — NSBBF («поп silicon based brake fluids» — тормозная жидкость, не основанная на силиконе).
Для гидротормозной системы автомобиля отечественные производители выпускают тормозные жидкости на касторовой и гликолевой основе:
Тормозные жидкости для автомобиля: виды, свойства, маркировка
Тормозная жидкость не относится к разряду главных тем, обсуждаемых в сообществах автолюбителей. Согласно регламента обслуживания автомобиля менять её положено раз в 2 года (реже раз в год). Казалось бы, что здесь может быть важного и интересного? Ответ достаточно прост – тормозная жидкость не должна приводить к отказу тормозной системы, ни при каких обстоятельствах.
А предпосылок для отказа при использовании некачественных или не соответствующих рекомендациям производителя жидкостей, либо нарушениях регламента и операций технического обслуживания, достаточно много.
В конце статьи смотрите видео, на котором простым языком объясняются отличия и совместимость тормозных жидкостей ДОТ 3, ДОТ 4, ДОТ 5 и ДОТ 5.1, а также даются рекомендации по выбору, смешиванию и доливке.
Также на этой странице вы найдёте сравнительные характеристики различных классов тормозных жидкостей и таблицу испытаний жидкостей ДОТ 4 разных производителей.
Назначение и свойства тормозных жидкостей
Назначение тормозной жидкости очевидно – обеспечивать безынерционную (практически мгновенную) передачу усилия с педали тормоза на тормозные механизмы. При этом используется одно из основных качеств жидкости, при нормальных условиях окружающей среды: несжимаемость.
Однако условия эксплуатации часто далеки от нормальных: интенсивное торможение в горной местности или при агрессивной манере езды вызывают перегрев и закипание тормозной жидкости, появление в ней пузырьков газа. Газообразные включения ухудшают несжимаемость, приводят к «проваливанию» педали тормоза и фактическому отказу в работе тормозной системы. Таким образом, температура закипания – пожалуй, важнейшая характеристика тормозной жидкости: чем она выше, тем лучше сохраняются рабочие функции жидкости.
Непосредственное влияние на температуру закипания оказывает наличие в тормозной жидкости влаги, соответственно ещё одним важным свойством является гигроскопичность. Дело том, что тормозная жидкость периодически подвергается в процессе эксплуатации тепловым циклам нагревания и охлаждения, и впитывает в течение этих циклов атмосферную влагу. А это, в свою очередь, снижает температуру кипения и ухудшает её функциональные свойства.
Именно из-за гигроскопичности появились просторечные понятия «сухая» и «увлажнённая» тормозная жидкость, широко используемые в автомобильном сообществе.
Насколько сильно меняются свойства «сухой» жидкости от содержания в ней влаги в процентном отношении? Из графика изменения температуры кипения для различных типов тормозной жидкости (смотрите на рисунке выше) видно, что 3,5% содержания воды уменьшает температуру кипения почти в полтора раза
Вязкость – важная техническая характеристика, которая имеет особое значение для тормозной жидкости при эксплуатации в условиях низких температур: загустевание может привести к ухудшению и даже отказу работы тормозной системы, а слишком текучая жидкость – к образованию течей при повышении рабочей температуры.
Принято (стандарт американского общества инженеров SAE) измерять этот показатель при температурах +100 о С и –40 о С. Контрольные цифры порогового значения вязкости для широко применяемых тормозных жидкостей следующие:
- при низких температурах – не менее 1800 сСт,
- при высоких – не более 1,5 сСт.
Как и другие технические жидкости, тормозная влияет на образование очагов коррозии на соприкасающихся металлических поверхностях. Корродирующие внутренние рабочие поверхности тормозных цилиндров затрудняют перемещение поршней, приводят к перепуску рабочей жидкости (следствие – всё то же «проваливание» педали тормоза), способствуют образованию течей в уплотнениях.
Хорошая тормозная жидкость должна иметь высокие антикоррозионные свойства. Для предотвращения коррозии в неё добавляют ингибиторы – вещества, резко замедляющие нежелательный процесс. Насколько эффективно работают ингибиторы, оценивают выдерживанием в «увлажнённой» до 3,5% жидкости образцов металлов тормозной системы в течение 120 часов при температуре 100 о С.
Воздействие на резину (материал уплотнений) также является важным свойством тормозной жидкости. Плохая совместимость с резиновыми уплотнителями может приводить как к набуханию манжет, так и их усадке. В первом случае возрастает риск разрушения уплотнений поршнем, а во втором образования течей.
Количественно эта характеристика оценивается на основании испытаний: выдерживании манжет в тормозной жидкости при температурах +70 о С и +100 о С, и последующих замерах физико-механических свойств образцов испытаний.
Работа тормозных, как и всяких других гидравлических цилиндров, предъявляет определённые требования к смазывающим свойствам рабочей жидкости. Прежде всего, это относится к показателям износостойкости поверхностей самих цилиндров, поршней и уплотнений. Смазывающие свойства оценивают на основании результатов стендовых испытаний, имитирующих работу тормозных цилиндров в тяжелых условиях эксплуатации.
Стабильность сохранения физико-химических характеристик в рабочем диапазоне температур ещё одно немаловажное свойство тормозной жидкости. А диапазон этот достаточно широк – от минус 50 до плюс 150 о С, и внутри него необходимо обеспечить стойкость жидкости к окислению, образованию осадков и отложений, нарушающих однородность структуры.
Классификация и состав тормозных жидкостей
| Класс тормозных жидкостей | Требования по стандарту FMVSS №116 «Тормозные жидкости для автомобилей» | ||||
| Температура кипения, о С | Кинематическая вязкость, мм 2 /с | Цвет | |||
| «сухой» тормозной жидкости | «увлажненной» жидкости (воды 3,5%) | «увлажненной» при температуре 100 о С | при температуре -40 о С | ||
| ДОТ 3 | 205 не менее | 140 не менее | 1,5 не более | 1500 не менее | от светло-желтого до светло-коричневого |
| ДОТ 4 | 230 не менее | 155 не менее | 1,5 не более | 180 не менее | |
| ДОТ 5.1 | 260 не менее | 180 не менее | 1,5 не более | 900 не менее | |
| ДОТ 5 | 260 не менее | 180 не менее | 1,5 не более | 900 не менее | темно-красный |
Многообразие выпускаемых тормозных жидкостей в международной практике принято классифицировать по DOT (российское наименование ДОТ) – системе требований к их физико-химическим свойствам. Система была разработана американским институтом – департаментом транспорта США (Department of Transportation – отсюда и название системы) – и получила широкое международное признание.
Тормозные жидкости разделяют на четыре основных класса по ДОТ: 2,3,4 и 5.1. В классе 5.1 дополнительно выделяется ДОТ 5.1/АБС для автомобилей, оборудованных антиблокировочной системой тормозов.
В России иногда встречаются упаковки с маркировкой ДОТ 4+ или ДОТ 4.5, но к общепринятой системе классификации такая маркировка отношения не имеет.
Химический состав основы у жидкостей класса 3, 4 и 5.1 практически одинаковый – это гликоли (двухатомные спирты) и полиэфиры. Различия – в добавлении присадок. Поэтому, если нет возможности заменить тормозную жидкость в системе целиком, то при необходимости допускается добавление одного класса в другой.
Смешивание тормозных жидкостей выполняется при соблюдении правила: жидкость более высокого класса добавляют в жидкость более низкого (но ни в коем случае не наоборот).
У жидкостей класса ДОТ 5 и ДОТ 5.1/АБС в качестве основы используется силикон с добавлением гликолей, поэтому их смешивать с жидкостями других классов недопустимо.
Отличительные особенности основных классов тормозных жидкостей:
ДОТ 3
Состав определяется простыми соединениями гликолей и поэтому – невысокой себестоимостью производства, соответственно и недорогой розничной ценой.
- Главный недостаток – высокая гигроскопичность и, как следствие, быстрое снижение температуры кипения.
- Срок службы такой жидкости не более 1,5 лет.
- Область использования – автомобили с барабанными тормозами, либо передними дисковыми, задними барабанными.
ДОТ 4
В состав помимо гликолей включена борная кислота. За счет этого повышается сопротивляемость жидкости впитыванию атмосферной влаги и увеличивается, таким образом, срок службы.
- У класса ДОТ 4 самая высокая вязкость среди других классов.
- Этот класс самый популярный у автолюбителей и используется в основном на автомобилях с дисковыми (передними и задними) тормозами.
- Средний срок службы тормозной жидкости ДОТ 4 составляет 2 года.
ДОТ 5.1
По составу похож с жидкостями класса ДОТ 4, но за счет присадок имеет самую высокую температуру кипения и самую низкую вязкость среди всех классов.
- Однако эти достоинства являются причиной главного недостатка: высокой гигроскопичности, соответственно пониженного срока службы (не более года).
- Жидкость разрабатывалась для спортивных автомобилей, в которых функциональные свойства гораздо важнее показателей долговечности.
ДОТ 5
Тормозная жидкость ДОТ 5 имеет смешанный состав: гликоли и силикон.
- Достоинства (помимо низкой вязкости и высокой температуры кипения) – низкая гигроскопичность и нейтральность к материалам тормозной системы. В этом смысле жидкость имеет практически идеальные характеристики и служит 4 – 5 лет.
- Единственный серьёзный недостаток – не абсорбируемая жидкостью влага накапливается в тормозных цилиндрах и при низких температурах серьезно осложняет их работу.
- Кроме того такой состав характеризуется повышенной аэрацией (насыщением воздуха) и по этой причине запрещен к использованию в автомобилях с АБС.
ДОТ 5.1/АБС
Также имеет в основе гликоли и силикон, но бо́льшую гигроскопичность, чем ДОТ 5. За счёт этого снижается срок службы (до 2 лет), но удаётся (с учетом влияния присадок) избавиться от повышенного насыщения жидкости воздухом.
Тормозная жидкость ДОТ 4
Популярность тормозной жидкости класса ДОТ 4 обуславливает необходимость остановиться на её характеристиках более подробно. Выглядят они следующим образом:
- температура кипения «сухой» жидкости – не менее 230 о С;
- температура кипения «увлажнённой» жидкости – не менее 155 о С;
- кинематическая вязкость при температуре 100 о С – не менее 1,5 сСт;
- кинематическая вязкость при температуре – 40 о С – не более 1800 сСт;
- рН (показатель кислотности, связан с коррозионной активностью) – 7.0-11,5.
Сравнение основных характеристик класса ДОТ 4 с аналогичными характеристиками других классов приведено в таблице на рисунке выше.
Требования к классу тормозной жидкости сформулированы по американскому стандарту, а соответствующие российские стандарты пока не разработаны.
На российском рынке класс ДОТ 4, как самый популярный, представлен множеством производителей. Но какую тормозную жидкость покупать лучше? И здесь, конечно, важна не только цена, но и соответствие товара международным требованиям.
Журнал «За рулём» провел сравнительные лабораторные испытания почти двух десятков образцов тормозной жидкости класса ДОТ 4 разных производителей на соответствие основным требованиям (дополнительно измерялась не нормируемая характеристика электропроводности). Также отмечалось состояние упаковки и соответствие количества содержимого заявленному на этикетке товара. Результаты испытаний приведены в таблице выше.
Как видно из результатов испытаний только 12 производителей обеспечили соответствие всех основных требований класса. Интересно, что ведущие производители поставляют упаковки с не запаянным фольгой горлышком (уберегает содержимое от впитывания влаги при хранении), но соответствие объёма заявленному всегда точное. Российские же производители иногда грешат недоливом.
Традиционно на высоте оказались характеристики таких брендов, как Castrol, Mobil, High Gear и Total.
Но и российские производители показали весьма неплохие результаты. Это, прежде всего, относится к торговой марке РосДОТ 4 (производитель «Тосол-Синтез-Инвест», Россия) и к продукции «Обнинскоргсинтез».
Важно, что у этих российских производителей (особенно у РосДОТ 4) неплохие показатели по температуре кипения «увлажнённой» жидкости, да и остальные показатели укладываются в нормативы с запасом, что позволяет их рекомендовать автолюбителям.