Τα υγρά των φρένων είναι το υδραυλικό μέσο με το οποίο μεταδίδεται η δύναμη στο σύστημα πέδησης. Συνήθως, είναι μείγμα γλυκόλης - γλυκόζης που πρέπει να έχει συγκεκριμένες ιδιότητες ρευστότητας, λίπανσης και αντοχής στην εξαέρωση.
Στα πρώτα μηχανικά συστήματα πέδησης, η μεταφορά της δύναμης προς τους τροχούς, γίνεται με μοχλούς και ντίζες (συρματόσχοινα).
Από το 1921, η Bugatti 8 διέθετε υδραυλικό κύκλωμα φρένων και, μέχρι σήμερα, δεν έχουν αλλάξει και πολλά σε ότι αφορά το κύκλωμα. Στα υδραυλικά συστήματα φρένων η δύναμη που ασκεί ο οδηγός στο πεντάλ, μεταφέρεται στα κυλινδράκια των τροχών, μέσω ενός υδραυλικού συστήματος.
Η λειτουργία τους βασίζεται στο νόμο του Πασκάλ, και σε αυτόν στηρίζεται η λειτουργία των υδραυλικών κυλίνδρων, των υδραυλικών γρύλλων κ.λπ. Τι μας λέει: Αν ασκηθεί μία πίεση μέσα σε κλειστά και συγκοινωνούντα δοχεία σε ένα υγρό, αυτή μεταφέρεται αναλλοίωτη προς όλες τις διευθύνσεις και επενεργεί με την ίδια πίεση σε όλες τις επιφάνειες.
Σε αυτόν ακριβώς το Νόμο στηρίζεται και η λειτουργία του υδραυλικού συστήματος των φρένων του αυτοκινήτου. Και το υγρό που μεταφέρει την πίεση, ονομάζεται υγρό φρένων
Τα συστήματα πέδησης είναι πολύπλοκα και υπάρχουν πολλά στοιχεία που πρέπει να συνεργάζονται τέλεια για να διασφαλίζεται η ασφαλής λειτουργία, ειδικά σε ακραίες καταστάσεις.
Το υγρό φρένων είναι ένα σημαντικό μέρος αυτού του συστήματος επειδή μεταφέρει τη δύναμη του πεντάλ στο σύστημα πέδησης μέσω της υδραυλικής πίεσης. Για την εκτέλεση αυτής της λειτουργίας, το υγρό φρένων πρέπει να συμμορφώνεται με σαφώς καθορισμένες απαιτήσεις της αυτοκινητοβιομηχανίας και η σύνθεσή του πρέπει να είναι απόλυτα συμβατή με τα χαρακτηριστικά των διαφόρων συστημάτων πέδησης.
Πολλαπλός ρόλος
Το υγρό φρένων, λοιπόν, είναι υπεύθυνο για τη μετάδοση της δύναμης στο σύστημα πέδησης. Εκτός από τη μετάδοση δύναμης, πρέπει να προστατεύει το σύστημα πέδησης από τη διάβρωση, να το λιπαίνει, ταυτόχρονα και να είναι διαμορφωμένο με τέτοιο τρόπο, ώστε να μην προσβάλλει τις τσιμούχες και άλλα ελαστομερή υλικά.
Τα υγρά φρένων πρέπει να παρουσιάζουν:
- Υψηλό σημείο βρασμού (σημείο ζέσεως)
- Καλή λίπανση των κινουμένων μερών του συστήματος των φρένων
- Σταθερότητα στην οξείδωση σε υψηλές θερμοκρασίες
- Καλή ρευστότητα στις χαμηλές θερμοκρασίες
- Αναμιξιμότητα με τα υπόλοιπα υγρά φρένων της ίδιας προδιαγραφής
- Περιορισμένη μεταβολή του ιξώδους τους στις θερμοκρασιακές μεταβολές
- Συμβατότητα με τα υπόλοιπα υλικά του κυκλώματος των φρένων και, κυρίως με τα ελαστικά μέρη.
Τύποι υγρών φρένων
Υπάρχουν διάφοροι τύποι υγρών φρένων σε χρήση σήμερα. Οι σημαντικότεροι είναι:
ΜΕ ΒΑΣΗ ΟΡΥΚΤΕΛΑΙΑ: Τα υγρά φρένων με βάση τα ορυκτέλαια χρησιμοποιού-
νται, κυρίως από την Citroen και την Rolls Royce σε ορισμένα μοντέλα τους. Είναι
γνωστά με τον όρο LHM και διαφέρουν πολύ από τους υπόλοιπους τύπους.
ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗΝ ΓΛΥΚΟΛΗ: Τα περισσότερα υγρά των φρένων είναι μείγμα αιθέ-
ρων γλυκόζης – γλυκόλης και έχουν ιδιότητες που καλύπτουν προδιαγραφές σχετικά
με την ρευστότητα, τη λίπανση των μερών με τα οποία συνεργάζονται, την αντοχή
τους στην εξαέρωση και την προστασία που παρέχουν ως προς την οξείδωση.
ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗΝ ΣΙΛΙΚΟΝΗ: Τα υγρά φρένων με βάση τη σιλικόνη είναι επίσης
γνωστά ως υγρά φρένων DOT. Δεν είναι υγροσκοπικά, επομένως δεν απορροφούν
καθόλου υγρασία.
Ιδιότητες
Κάθε υγρό φρένων πρέπει να έχει κάποιες πολύ συγκεκριμένες ιδιότητες για να διασφαλίζεται η σωστή λειτουργία σε κάθε περίπτωση.
Οι βασικές ιδιότητες για ένα υγρό φρένων περιλαμβάνουν το ξηρό σημείο βρασμού, το υγρό σημείο βρασμού και το ιξώδες.
Τα τακάκια των φρένων μπορούν να φτάσουν σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες (έως 300 °C) κατά την λειτουργία ενός αυτοκινήτου. Οι δαγκάνες των φρένων διαχέουν αυτή τη θερμότητα μέσω του υγρού φρένων και αυτό μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία του υγρού σε πάνω από 200 °C. Εάν το υγρό φρένων θερμαίνεται επανειλημμένα πάνω από το σημείο βρασμού του, μέρος του θα εξατμιστεί και θα δημιουργήσει θύλακες αέρα στις γραμμές των φρένων. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μία εξαιρετικά επικίνδυνη κατάσταση κατά την οποία στις σωληνώσεις των φρένων συμπιέζεται ο αέρας και όχι το υγρό φρένων.
01.Το ξηρό σημείο βρασμού
Το σημείο βρασμού είναι η θερμοκρασία στην οποία βράζει ένα υγρό. Το νερό βράζει στους 100°C, ενώ ένα υγρό φρένων με υψηλό σημείο βρασμού βράζει σε πάνω από 300 °C. Ένα υγρό φρένων με χαμηλό σημείο βρασμού βράζει περίπου στους 140 °C, ανάλογα με την κατάσταση του υγρού.
Ξηρό σημείο βρασμού (DERBP – Dry Equilibrium Reflux Boiling Point) είναι η θερμοκρασία του σημείου βρασμού όταν το υγρό είναι καινούργιο και δεν έχει απορροφήσει ακόμη υγρασία. Αυτό είναι το σημείο βρασμού του καινούργιου υγρού φρένων χωρίς περιεκτικότητα σε νερό. Κατά το φρενάρισμα, η κινητική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμότητα. Το υγρό φρένων απορροφά μέρος αυτής της θερμότητας και, για να διατηρήσει τη θέρμανση υπό έλεγχο σε κάθε φάση, αποτρέποντας το σχηματισμό φυσαλίδων αερίου -αυτές μπορεί να προκαλέσουν αστοχία πέδησης-, το σημείο βρασμού πρέπει να φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο.
02.Το υγρό σημείο βρασμού
Υγρό σημείο βρασμού (WERBP – Wet Equilibrium Reflux Boiling Point) είναι το σημείο βρασμού ενός υγρού φρένων που περιέχει 3,7% κατ’ όγκο νερό, κάτι που, συνήθως συμβαίνει μετά από 1 έως 2 χρόνια χρήσης. Εκτός από τη θερμότητα, το υγρό φρένων απορροφά και την υγρασία. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της περιεκτικότητας σε νερό και τη μείωση του σημείου βρασμού του παλαιωμένου υγρού φρένων ή του υγρού φρένων που έχει χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Κανονικά, αυτό το υγρό σημείο βρασμού καθορίζεται για τα υγρά φρένων με περιεκτικότητα σε νερό περίπου 3,5% (σε σχέση με τη συνολική ποσότητα). Το υγρό σημείο βρασμού περιγράφει τη θερμοκρασία βρασμού του υγρού φρένων με περιεκτικότητα σε νερό 3,7 %.
Με την πάροδο του χρόνου, η περιεκτικότητα σε νερό στο υγρό φρένων αυξάνεται και βλάπτει την ασφάλεια.
03.Το ιξώδες
Το ιξώδες είναι μία ιδιότητα που υποδεικνύει τα χαρακτηριστικά ροής ενός υγρού φρένων. Όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες, τόσο λιγότερο εύκολα ρέει το ρευστό. Εάν το ιξώδες είναι υψηλό σε χαμηλή θερμοκρασία αέρα, τότε το υγρό μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την απόδοση του συστήματος ABS. Το ιξώδες είναι ένα μέτρο για το πόσο εύκολα ρέει ένα υγρό. Όσο μεγαλύτερο είναι το ιξώδες, τόσο πιο παχύ είναι το ρευστό. Όσο χαμηλότερο είναι το ιξώδες, τόσο πιο αραιό είναι το υγρό, οπότε ρέει πιο εύκολα. Όταν οι θερμοκρασίες αυξάνονται, το ιξώδες των περισσότερων ρευστών μειώνεται.
Πρόληψη διάβρωσης
Η υγρασία στο υδραυλικό σύστημα μπορεί να προκαλέσει οξείδωση στα μεταλλικά μέρη του υδραυλικού συστήματος. Αυτό περιλαμβάνει την αντλία των φρένων, τα κυλινδράκια των τροχών και τα εξαρτήματα του ABS. Με την πάροδο του χρόνου, αυτό μπορεί να προκαλέσει διαρροή στο υδραυλικό σύστημα.
- Το υγρό φρένων περιλαμβάνει πρόσθετα για την πρόληψη της διάβρωσης. Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου, αυτά τα πρόσθετα διασπώνται.
- Το pH δείχνει την οξύτητα ή την αλκαλικότητα ενός διαλύματος.
- Εάν το pH είναι κάτω από 7,0 (όξινο), το υγρό μπορεί να επιταχύνει τη διάβρωση άλλων εξαρτημάτων του φρένου.
Υγροσκοπικότητα
Η υγροσκοπική ιδιότητα του υγρού φρένων απαιτείται, έτσι ώστε οποιοδήποτε νερό υπάρχει να κατανέμεται ομοιόμορφα σε όλο το υγρό. Εάν το νερό συλλέγεται σε μία συγκεκριμένη περιοχή, το σημείο βρασμού θα μειωθεί στους 100°C περίπου. Ωστόσο, εάν το νερό διαλυθεί στο υγρό φρένων σε αναλογία 3% (για παράδειγμα), το σημείο βρασμού θα παραμείνει σημαντικά υψηλότερο από 100°C, όπου ο κίνδυνος σχηματισμού φυσαλίδων είναι πολύ χαμηλότερος.
Οι υγροσκοπικές ιδιότητες του υγρού φρένων προέρχονται από την περιεκτικότητα σε γλυκόλη. Αυτό επιτρέπει στο υγρό να απορροφά σταδιακά όλο και περισσότερο νερό, πράγμα που σημαίνει, επίσης ότι πρέπει να αλλάζεται σε τακτική βάση.
Συμβατότητα ελαστομερών
Τα πολυμερή που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή των στεγανοποιητικών υλικών ανήκουν στην κατηγορία των ελαστομερών και εμφανίζουν σημαντικά προβλήματα συμβατότητας με τα διάφορα λιπαντικά. Το πρόβλημα, συνήθως δεν είναι η κακή στεγανότητα, αλλά η τάση για συρρίκνωση ή διόγκωση του ελαστομερούς όταν έρχεται σε επαφή με κάποιο λιπαντικό. Η συρρίκνωση οδηγεί σε προοδευτική διαρροή, ενώ η διόγκωση σε προοδευτική φθορά.
ΠΡΟΣΟΧΗ: Τα υγρά των φρένων πρέπει να είναι συμβατά με τα ελαστομερή του συστήματος των φρένων.
Συχνά, πολλοί επισκευαστές αυτοκινήτων χρησιμοποιούν εξαρτήματα που δεν είναι συμβατά με τα αντίστοιχα υγρά φρένων δημιουργώντας σημαντικά προβλήματα. Γι’ αυτό είναι απαραίτητο να συμβουλευόμαστε τις υποδείξεις του κατασκευαστή όταν πρέπει να επιλέξουμε υγρά φρένων.
Προδιαγραφές
Η πιο γνωστή κατηγοριοποίηση των υγρών φρένων γίνεται σύμφωνα με τις προδιαγραφές του αμερικανικού υπουργείου Μεταφορών DOT (Departement of Transportation). Καθορίζει πρότυπα, όπως το FMVSS (Federal Motor Vehicle Safety Standard), που είναι παρόμοια με τα ιαπωνικά πρότυπα JIS ή τα γερμανικά πρότυπα DIN. Τα αυστραλιανά πρότυπα AS (Australian Standards), SAE και ISO θεσπίζουν, επίσης πρότυπα για τα υγρά φρένων.
DOT 3 Τα υγρά φρένων αυτού του προτύπου βρίσκονται, συχνά σε παλαιότερα οχήματα.
Δεν πρέπει να αναμιγνύεται με υγρά φρένων άλλων προδιαγραφών, καθώς το υγρό με DOT 4 είναι πολύ πιο επιθετικό και ως αποτέλεσμα μπορεί να διογκωθούν ελαστικά στεγανοποιητικά στα συστήματα φρένων DOT 3, γεγονός που στη χειρότερη περίπτωση μπορεί να οδηγήσει σε αστοχία του συστήματος πέδησης.
DOT 4 Το σημείο βρασμού των υγρών αυτού του προτύπου είναι υψηλότερο από το σημείο βρασμού του DOT 3. Το DOT 4 χρησιμοποιείται, κυρίως στα τρέχοντα μοντέλα οχημάτων. Εξέλιξη αυτής της προδιαγραφής είναι οι DOT 4 LV, DOT 4 Plus.
DOT 4 LV Προδιαγραφή που είναι κατάλληλη για αυτοκίνητα με ABS. Έχει χαρακτηριστικά βελτιωμένα σε σχέση με τα DOT 4 με πολύ καλά χαρακτηριστικά ιξώδους.
DOT 5 Τα DOT 5 έχουν σαν βάση την σιλικόνη. Η σύγκριση ανάμεσα σε DOT 5 και 5.1 παρουσιάζει ενδιαφέρον. Κομβικό σημείο αποτελεί το σημείο βρασμού του υγρού. Και για τα δύο είναι κοινό:260 βαθμοί Κελσίου (185 βαθμοί με ποσοστό υγρασίας 3,5%).
DOT 5.1 Αποτελεί εξέλιξη του DOT 4 και όχι του DOT 5, καθώς έχει σαν βάση την γλυκόλη. Εμφανίζει καλύτερα χαρακτηριστικά από τις δύο προηγούμενες προδιαγραφές. Για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα υπάρχει η προδιαγραφή DOT 5.1 EHV.
Διάρκεια ζωής
Όλα τα υγρά φρένων έχουν ημερομηνία λήξης. Μετά από ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, πρέπει να αλλάξουν και υπάρχουν προφανείς λόγοι για αυτό.
Το υγρό φρένων είναι υγροσκοπικό, που σημαίνει ότι απορροφά νερό από το περιβάλλον του. Το νερό εισέρχεται, συνήθως μέσω του εύκαμπτου σωλήνα του φρένου. Όσο μεγαλύτερος είναι αυτός ο εύκαμπτος σωλήνας φρένων, τόσο πιο διαπερατός είναι. Εάν η περιεκτικότητα του υγρού φρένων σε νερό είναι πολύ υψηλή, τότε το σημείο βρασμού μειώνεται. Αυτό μπορεί να προκαλέσει το σχηματισμό επικίνδυνων φυσαλίδων αερίου κατά το φρενάρισμα και, στη χειρότερη περίπτωση, να οδηγήσει σε βλάβη του συστήματος πέδησης. Το υγρό φρένων που είναι εξαιρετικά σκούρο ή μαύρο είναι σημάδι μόλυνσης. Αυτό καταστρέφει τα ελαστικά μέρη του κύριου κυλίνδρου του φρένου και μπορεί να προκαλέσει διάβρωση.
Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων για να διασφαλίσουν την καλύτερη απόδοση πέδησης και το υψηλότερο επίπεδο ασφάλειας συνιστούν τα ακόλουθα διαστήματα αλλαγής: DOT 3: κάθε 12 μήνες. DOT 4, DOT 4 LV, DOT 5.1 και LHM: κάθε 24 μήνες.
Επιπλέον, το σύστημα πέδησης και ειδικότερα οι εύκαμπτοι σωλήνες φρένων θα πρέπει να ελέγχονται τακτικά για διαρροές κατά τη διάρκεια των επιθεωρήσεων σέρβις.
Τέλος, δεν συνιστάται η ανάμειξη διαφορετικών υγρών φρένων. Η ανάμειξη νέου υγρού φρένων με παλιό μπορεί να σημαίνει ανάμειξη υγρού φρένων που περιέχει νερό με ένα άλλο προϊόν, επηρεάζοντας, έτσι την απόδοση πέδησης και μειώνοντας τη διάρκεια ζωής του νέου προϊόντος.
ΤΟΥ ΝΙΚΟΥ ΒΑΣΙΛΑΚΗ
