Eksploataciniai skysčiai: stabdžių skysčiai

Stabdžių sistemų efektyvumas priklauso nuo daugelio veiksnių ir vienas jų – stabdžių skystis. Saugumas yra pats svarbiausias, bet atsiras ir tokių, kurie pasakys, kad taip pat svarbios ir transporto priemonių galimybės. Laimei, visa tai yra suderinama tarpusavyje.

Kaip tai veikia?

Stabdžių skystis suteikia galimybę perkelti jėgą iš valdančiojo elemento (koja arba ranka valdomo stūmoklio) valdomajam elementui (stabdžių apkabai arba cilindrui). Tai yra įmanoma dėl sistemoje esančio skysčio hidraulinio slėgio ir dėl vienos jo pagrindinių savybių, t. y. nesuspaudžiamumo. Dėl to yra išlaikomas tikslus jėgų dozavimas visoje sistemoje.

Skystis stabdžių vamzdeliais / žarnelėmis patenka į stabdžių apkabą arba cilindrą, kurie stumia frikcinius elementus link stabdžių disko arba stabdžių būgno.

Svarbiausia yra tai, kad trinties metu transporto priemonės kinetinė energija virsta šilumine energija. Principas yra paprastas: kuo daugiau kinetinės energijos per laiko vienetą paversime šilumine, tuo daugiau šilumos išsiskirs stabdžių sistemoje per tą patį laiką. Kitaip tariant, kuo stipriau stabdome, t. y. kuo greičiau krenta greitis, tuo labiau įkaitiname stabdžių sistemą.

Didžioji šilumos, susidariusios stabdymo metu, dalis yra atiduodama į išorę, tačiau kita dalis šilumos įkaitina visą stabdžių sistemą ir aplinkinius elementus: trinkeles, diskus, apkabas, o kartu ir stabdžių skystį.

Ko reikalaujame iš stabdžių skysčio?

Skaitydami literatūrą, be jokių abejonių, rasime tokius reikalavimus:

− savybės aukštoje temperatūroje;

− savybės žemoje temperatūroje;

− reologinės savybės;

− maišymasis su vandeniu;

− korozinis poveikis metalams;

− poveikis gumai ir elastomerams;

− atsparumas putojimui;

− bendras skysčio stabilumas.

Kuris iš jų yra svarbiausias? O gi tas, kuris apsprendžia sistemos darbo vientisumą. Jei kurio nors reikalavimo neįvykdymas sukelia staigų stabdymo efektyvumo praradimą, šį parametrą turime laikyti svarbiausiu.

Kiekvienas skystis pasižymi virimu, o virimo metu skystis savo tūryje virsta dujomis. Šioje situacijoje kalbame apie vadinamuosius garų kamščius, dėl jų suslėgiamumo staigiai krenta stabdymo efektyvumas.

Siekiant užtikrinti saugų stabdymo sistemos darbą, reikia žinoti iki kokios temperatūros gali įkaisti skystis ir naudoti tokį, kurio virimo temperatūra yra aukštesnė už šią reikšmę.

Kiek aukšta temperatūra? 

Šiuolaikiniai motociklai ir automobiliai reikalauja aukštos skysčio virimo temperatūros. Konstruktorių keliami reikalavimai yra analizuojami tarptautinių organizacijų, atsakingų už saugų transporto priemonių eismą, kurios nustato atitinkamas ribas.

Apie 150 °C siekianti virimo temperatūra daugeliu atvejų yra laikoma pavojinga.

Skysčio virimo temperatūra priklauso nuo jo cheminės sudėties. Skysčių cheminė sandara per daugelį metų stipriai pasikeitė. Seniausi stabdžių skysčiai buvo gaminami ricinos aliejaus pagrindu su alkoholio priedais (butanolio ir diacetono), pvz., DA-1.

Vėlesni reikalavimai DOT 3 – tai etileno oksidai ir glikolių ir poliglikolių eteriai. Vėliau taip pat pasirodė stabdžių sistemų, veikiančių su hidraulinėmis alyvomis. Dar vėlesni reikalavimai DOT 4 numatė skysčių, pagamintų boro rūgšties esterių pagrindu, naudojimą. DOT 5 reikalavimai nustatė dar vieną išimtį – naudoti silikonines alyvas, kurios yra visiškai skirtingos, naudojamos, pvz., kariuomenėje, o taip pat ir motocikluose „Harley Davidson“. Naujausios klasės, pvz., DOT 5.1 alyvos dažniausiai yra boro rūgšties esteriai.

Populiarūs klasių DOT 3, DOT 4 ir DOT 5.1 skysčiai savo sudėtyje turi glikolių ir jų darinių. Deja, jie sugeria drėgmę iš oro, tai vadinama higroskopiškumu. Vanduo, esantis skystyje, sumažina jo virimo temperatūrą. Laikoma, kad 1 % vandens skysčio tūryje sumažina jo virimo temperatūrą 50 °C. Būtent dėl to yra labai svarbu reguliariai (ne rečiau kaip kas 2 metus) keisti stabdžių skystį.

Vanduo į stabdžių sistemą gali patekti pro:

• elastines stabdžių žarneles;
• stūmoklių, cilindrų ir išsiplėtimo bakelio sandarinimus.

Dėl silpno maišymosi stabdžių sistemos viduje vandens kiekis skirtingose vietose išsidėsto netolygiai. Daugiausiai vandens į sistemą patenka pro elastines stabdžių žarneles ir apkabų arba stabdžių cilindrų sandariklius. Jų aplinkoje vandens koncentracija gali būti net 3 kartus didesnė, palyginti su skysčiu išsiplėtimo bakelyje.

Žinodami apie tai, turime nustatyti „sauso“ virimo temperatūrą ir „šlapio“ virimo temperatūrą.

Lentelėje yra pateikiami tarptautinių normų reikalavimai ir stabdžių skysčių „Motul“ parametrai.

DĖMESIO! RBF tipo sportiniai skysčiai (pvz., „Motul“ RBF 600 FL, RBF 660 FL, RBF 700 FL) pasižymi gerokai aukštesnėmis, kitų skysčių nepasiekiamomis, „sauso“ ir „šlapio“ virimo temperatūromis, tačiau greičiau sugeria drėgmę iš aplinkos. Juos reikia keisti kas 12 mėnesių.

Be virimo temperatūros stabdžių skysčiams yra keliama daugybė kitų reikalavimų.

Klampumas plačiame temperatūrų diapazone

Tai parametras, užtikrinantis greitą ir tinkamą stabdžių sistemų darbą. Tarptautiniai reikalavimai numato maksimalų klampumo limitą žemose temperatūrose. Šiuo atžvilgiu reikliausi yra DOT 5.1 klasės skysčiai. Jie buvo sukurti tinkamam ABS sistemų darbui labai žemose temperatūrose. Kitu žingsniu buvo skysčių DOT 4 ISO CLASS 6 sukūrimas, kurie pasižymi dar geresniais parametrais žemose temperatūrose ir yra reikalaujami ESP sistemose.

Apsauga nuo korozijos

Vanduo, patenkantis į stabdžių sistemą, gali sukelti joje koroziją. Korozija gali atsirasti ant cilindrų ir apkabų, pagrindinio cilindro ir metalinių vamzdelių vidinių paviršių. Tarptautiniai reikalavimai aiškiai apibrėžia skysčių korozinį atsparumą. Šių reikalavimų įvykdymui yra naudojami antikoroziniai priedai, kurie apsaugo metalų paviršius. Yra naudojami, pvz., plieno korozijos inhibitoriai, dažniausiai aminų tipo arba gintaro rūgšties tetrapropileno dariniai bei spalvotųjų metalų korozijos inhibitoriai, dažniausiai 1,2,3-benzatriazolo dariniai.

Tepamosios savybės

Aukštas slėgis stabdžių sistemos viduje reikalauja apsaugos priemonių, kurios padidina tarpusavyje sąveikaujančių elementų patvarumą. Dilimo sumažinimui yra naudojami organiniai fosfatai, dažniausiai trikrezil fosfatas (TCP). Vidutiniškai stabdžių skystyje yra net 20÷30 % tepančios priemonės.

Suderinamumas su sandarikliais

Sandariklių elastomerai ir kitos medžiagos, pvz., guma, privalo ilgą laiką išlaikyti savo elastingumą. Tarptautiniai reikalavimai apibrėžia 16 % maksimalią išbrinkimo vertę tam, kad būtų išlaikytas pakankamas patvarumas ir sandarinančiųjų elementų sąveika.

DĖMESIO! Stabdžių skysčio maišymas su alyvomis arba tirpikliais ir degalais gerokai pagreitina sandariklių susidėvėjimą, o tai sukelia pažeidimus stabdžių sistemoje (prasisunkimai, veikimo pasipriešinimai ir t. t.).

Atsparumas putojimui

Stiprus putojimas yra pavojingas dėl staiga padidėjančio suslėgiamumo. Tai sukelia stabdymo jėgos praradimą. Priedų, mažinančių putojimą, naudojimas yra būtinas.

Maišymo galimybės

Stabdžių skysčiai gali būti:

• higroskopiški – absorbuojantys drėgmę:
  • ricinos aliejus / alkoholis, pvz., skystis DA-1;
  • DOT 3 - eteriai-glikoliai / poliglikoliai;
  • DOT 4, DOT 4 ISO CLASS 6, DOT 5.1 – boro rūgšties esteriai / glikolio esteriai;
  • DOT 4+, DOT 5.1- silikono esteriai;

• • • mineralinės ir sintetinės alyvos, pvz., „Citroen“ LHM, LDS;
    • DOT 5 – silikonai, pvz., „Harley Davidson“.

Visi higroskopiški skysčiai yra maišomi su vandeniu ir tarpusavyje suderinami.

Negalima maišyti higroskopiškų skysčių su ne higroskopiškais. Ne higroskopiški skysčiai taip pat negali būti maišomi tarpusavyje, pvz., DOT 5 negali būti maišomas su mineralinėmis ar sintetinėmis alyvomis.