Płyny eksploatacyjne – PŁYNY HAMULCOWE

Płyn hamulcowy umożliwia przeniesienie ciśnienia hydraulicznego wytworzonego w pompie
hamulcowej do cylindra hamulcowego.

Zgodnie z prawem Pascala ciśnienie w płynie, w zamkniętym układzie i działa jednakowo w
każdym kierunku. Płyn hamulcowy przemieszcza się do przodu i do tyłu, zazwyczaj bez
przemieszania. Płyn hamulcowy jako nieściśliwy przenosi siłę wytworzoną w pompie
hamulcowej do obudowy zacisku, gdzie wypycha tłok przemieszczając okładziny hamulcowe.

Najważniejszym zjawiskiem, które występuje w elementach wykonawczych jest zamiana
energii kinetycznej pojazdu na energię cieplną powstałą w procesie tarcia okładzin i tarcz
hamulcowych. Ta zmiana energii wyzwala bardzo dużą ilość ciepła, która jest częściowo
pochłaniana przez elementy samochodu i wydalana na zewnątrz.

Część tego ciepła jest przejęta przez elementy konstrukcyjne takie jak: zaciski hamulcowe,
tarcze kół, elementy zawieszenia, a resztę energii cieplnej pochłania płyn hamulcowy.

Dlatego tak ważne dla płynu są parametry odporności na wrzenie, które umożliwiają
bezpieczną jazdę nawet w skrajnych warunkach pracy płynu. Dzięki tej odporności nie
następuje utrata hamowania wywołana przez utratę przenoszenia ciśnienia wewnątrz
przewodów hamulcowych, a w szczególności w okolicach zacisków hamulcowych.

Płyn hamulcowy odbierając tak dużą ilość ciepła musi posiadać odpowiednią odporność na
wrzenie. Czasami graniczna temperatura odporności zostaje przekroczona i powstają
pęcherzyki par, które jako elementy ściśliwe nie przenoszą ciśnienia i możemy obserwować
wówczas chwilowy brak siły hamulcowej, objawiający się wpadaniem pedału hamulca do
podłogi. Mamy wówczas do czynienia z tzw. poduszką gazową (korek parowy), której
wynikiem mogą być niebezpieczne sytuacje na drodze.

Takie sytuacje są drastyczne i występują rzadko, częściej obserwujemy obniżoną odporność
na wrzenie płynu i wynikającą z tego wydłużoną drogę hamowania.

Poniżej prezentujemy temperaturową odporność dla poszczególnych płynów.

Jest to tylko jeden z ważniejszych wymogów stawianych płynom hamulcowych. Oprócz niego
występuje szereg innych wymagań, które płyny hamulcowe muszą spełniać, aby zapewnić
odpowiedni poziom bezpieczeństwa poruszającym się pojazdom.

Biorąc pod uwagę zarys historyczny dzielimy płyny na następujące grupy:

I -Oparte na oleju rycynowym z dodatkiem alkoholi (butanolu i diacetonu)

II – na bazie tlenku etylenu i eterów glikoli i poliglikoli (DOT 3)

III- płyny z olejów mineralnych-stosują dwaj producenci

IV-na bazie estrów boranu (DOT 4)

V – płyny zawierające silikony (DOT 5 )

VI – estry boranu i estry silikonu (DOT4 +, DO 5.1 )

Występuje kilka podstawowych właściwości, które płyn hamulcowy powinien spełniać:

I.

Płyn hamulcowy powinien być mobilny w szerokim zakresie temperatur i nie
może zmieniać się znacząco wskutek działania innych czynników fizycznych
takich jak sprężanie i temperatura

II.

Płyn powinien smarować ruchome części systemu hamulcowego

III.

Płyn hamulcowy powinien być kompatybilny z szerokim zakresem elastomerów
i plastyków używanych w systemach hamulcowych

IV.

Płyn musi chronić przed korozją różne metale używane w systemach
hamulcowych

V.

Dodatkowo wymaga się, aby nowy płyn hamulcowy był w pełni mieszalny i
kompatybilny z istniejącymi płynami hamulcowymi i systemami hamulcowymi

Poniższa tabela pokazuje graniczne wartości tych parametrów dla dostępnych typów płynów
hamulcowych oraz dla normy SAE J1703 i normy ISO 4925.

Podstawowymi parametrami opisującymi płyny hamulcowe są:

•

Temperatura wrzenia ”suchego” płynu

•

„Mokra” temperatura wrzenia płynu

•

Lepkość w temp -40 C

„Sucha” temperatura wrzenia płynu

Jest to odporność termiczna płynu na przeciążenia cieplne, którą określamy w postaci
temperatury, w której płyn przechodzi z fazy ciekłej w lotną. Średnio wynosi ona około
powyżej 170- 180 stopni Celsjusza. Nazywamy ją suchą temperaturą wrzenia płynu - dla
płynu, który nie zawiera wody.

„Mokra” temperatura wrzenia płynu

Większości płynów zawiera składnik podstawowy, którym jest glikol. Posiada on szczególną
właściwość do wchłaniania wody z powietrza.Tę zdolność nazywamy higroskopijnością.

Dzięki temu temperatura ta znacząco się obniża, wydatnie zmniejszając odporność płynu na
wrzenie.

Już objętościowa zawartość wody w ilości 1 % obniża temperaturę wrzenia o 50 stopni
Celsjusza. Dlatego też, tak ważna jest okresowa, (co 2 lata) wymiana płynu hamulcowego.
Miejscami układu hamulcowego, poprzez które woda dostaje się do obiegu są giętkie
przewody hamulcowe, uszczelnienia kołnierzowe cylinderka hamulca i zbiorniczek
wyrównawczy. Temperatura wrzenia zawierającego wodę nazywamy „mokrą” temperaturą
wrzenia .

Brak mieszania się płynu powoduje zjawisko nierównomiernego rozkładu zawartości wody
wewnątrz płynu. Ciekawym jest, że największym źródłem wchłaniania się wody są giętkie
przewody hamulcowe. Możliwe jest nawet występowanie, trzykrotnie większej ilość wody w
okolicach krawędzi kół niż w zbiorniczku wyrównawczym.

Poniższy wykres przedstawia zależność temperatury wrzenia od procentowej zawartości
wody w płynie.

Ochrona przed korozją

Z większą zawartością wody związana jest korozja elementów wewnętrznych układu
hamulcowego. Woda jako silnie agresywna substancja powoduje rdzewienie elementów
takich jak: cylinderki, tłoki i przewody hamulcowe.

Według normy FMVSS 116 płyny hamulcowe nie powinny oddziaływać korozyjnie na metale
zastosowane w układach hamulcowych. Dlatego też jednym z elementów płynu są dodatki
antykorozyjne.

Właściwości smarne

Smarowanie wszystkich elementów układu hamulcowego jest dodatkową funkcją płynu
hamulcowego. W tradycyjnych układach hamulcowych występują małe prędkości trących
powierzchni współpracujących i duże ciśnienia, stąd wymagania dobrych właściwości
smarowych i przeciwzużyciowych dla płynów. Aby zatrzymać pojazd należy wytworzyć
ciśnienie około 15 MPa.

Lepkość

Lepkość określa wewnętrzny opór cieczy do swobodnego płynięcia w określonej
temperaturze.

Lepkość płynu pod wpływem różnic temperatur powinna być jak najmniejsza (od – 40 C do
+100 C). Dla układów z ABS konieczne jest zachowanie małej lepkości w niskich
temperaturach.

Tabela przedstawia lepkość w temperaturze – 40 stopni.

Pęcznienie elastomerów

Płyny hamulcowe muszą posiadać odporność na niszczenie gumowych i elastomerowych
uszczelnień układu hamulcowego.

Pęcznienie pod wpływem płynu nie może przekraczać 16 % , po to, aby zachowana była
odpowiednia wytrzymałość i współpraca uszczelniających części .

Zmieszanie płynu hamulcowego z olejem mineralnym lub rozpuszczalnikiem powoduje
lawinowy wzrost zużycia uszczelnień, a w konsekwencji do usterek w układzie hamulcowym
(wycieki).

Odporność na pienienie

Nadmierne pienienie płynów jest niedopuszczalne ze względu na nagły wzrost ściśliwości, co
w konsekwencji prowadzi do utraty siły hamowania. Stosowanie dodatków antypiennych
eliminuje tę wadę, znacząco obniżając możliwość pienienia płynów.

Mieszanie płynów stosowanie

Wszystkie typy płynów mogą być klasyfikowane ze względu na ich „wodną kompatybilność”
czyli mieszalność z wodą jako:

I higroskopijne – absorbujące wilgoć w różnym stopniu powstałe na bazie:

olej rycynowy/alkohol

eter-glikol/poliglikol

DOT 3

ester boranu/ester glikolu DOT 4, DOT 4+ , DOT 5.1

ester silikonu

DOT 4+ , DOT 5.1

II niehigroskopijne – nie absorbują wilgoci i nie są mieszalne z

wodą :

olej mineralny

silikon

DOT 5

Wszystkie płyny higroskopijne są mieszalne z wodą i wzajemnie kompatybilne.

Nie można mieszać płynów z grupy I i II, oraz płynów z grupy II a szczególnie w
przypadku płynów wyprodukowanych na bazie oleju mineralnego.