剎車油

用於汽車液壓制動系統，作為傳遞壓力的一種介質。又名制動液。

基本介紹

• 中文名：剎車油
• 外文名：BFL(brake fluid)
• 別名：制動液

簡介

汽車制動液又叫剎車油,按原料組成分為： (1) 蓖麻油-醇型 是以精製蓖麻油加乙醇或丁醇製成; (2) 合成油型 由醚、醇、酯等物加添加劑而成; (3) 礦物油型以精製柴油餾分加稠化劑和抗氧添加劑而成。使用時應按具體行車條件選擇。

早期的汽車採用機械制動的鼓式剎車。隨著液壓技術的發展,液壓制動剎車系統廣泛套用在汽車上,使汽車的安全性進一步提高。儘管剎車系統的機構不斷改進,但在剎車系統里擔任制動的剎車油的工作原理卻是不變的。當駕駛員踩剎車時,從腳踏板上踩下去的力量,由剎車總泵的活塞,通過制動液傳遞能量到車輪各分泵,使摩擦片張開,從而使汽車達到制動的目的,當停止剎車時,回位彈簧拉動摩擦片回到原來的位置。汽車制動液要保證車輛在嚴冬和酷暑的氣溫環境下,在高速、重負荷、大功率及頻繁制動的操作條件下都能有效、可靠地保證汽車制動靈活。

制動液的性能要求

隨著汽車性能的提高,對汽車制動以及制動液的要求亦越來越高,現代的汽車制動液應具備下列性能。

沸點要高

由於汽車平均速度的增加及密閉式車輪設計導致空氣流動不好,制動過程產生的摩擦熱會使制動系溫度升高,有時達150℃以上。如制動液的沸點太低,在高溫時就會蒸發成蒸氣,使制動系管路中產生氣阻,導致制動失靈。為了保證安全,要求使用沸點高的制動液。汽車制動液規格指標中的平衡回流沸點就是用來評價剎車油的高溫抗氧性能的。平衡回流沸點越高,高溫抗氧氣阻性越好。

良好的金屬保護性

汽車制動系統中有各種有色金屬零部件,制動液不應對零部件產生腐蝕,否則會使制動泵中的活塞和缸壁間隙增大,產生泄漏,導致壓力下降,制動失靈。

適宜的粘度和高的穩定性

使用中要保持制動液有良好的流動性,使系統內壓力能隨制動踏板的動作迅速上升和下降,活塞能在油缸中順利地滑動。要求制動液在很寬的溫度範圍內保持適當的粘度,在制動液規格里通常規定高溫和低溫時的運動粘度,制動液應能四季通用。制動液在高溫條件下長期使用時,不能產生熱分解和縮合使粘度增加,也不允許生成膠質和油泥沉積物。

與橡膠有良好的配合性

制動液不能使系統中的橡膠密封件及皮碗產生軟化、溶脹、溶解、固化和緊縮。一般要求剎車油能使橡膠件有一定的膨脹性,以提供適當的軸封、有效的潤滑與抗磨損性能。但膨脹不能過大,否則將使皮碗的體積增加,導致制動失靈。

較高的水分容納性

剎車系統設計,無法完全阻止水分進入剎車系統,而水分的進入會使剎車油的沸點及粘度下降,影響剎車性能。因此剎車油要評定濕平衡回流沸點,與平衡回流沸點愈接近則性能愈好。

pH值呈微鹼性

這是因為剎車油呈酸性時會加速制動系統金屬零部件的腐蝕。

良好的互溶性

當與另一種制動液混合時或吸收水分後應有良好的互溶性,不能產生分層或沉澱而影響使用性能。

制動液的分類、規格和牌號

國外廣泛採用SAE制動液分類,它是一種按最低平衡回流沸點及相應使用條件的分類方法,如表1所示。

我國現使用的制動液按原料不同,分合成型與礦油型二種。過去,我國曾大量使用安全性能很差的醇型汽車制動液。為了進一步增強汽車行駛的安全性,我國於1989年發布了《汽車制動液技術條件》 (GB10830- 89),規定使用性能優良的合成型制動液取代性能不穩定的醇型制動液。並要求於1990年5月1日起出廠的液壓制動汽車不得裝用醇型汽車制動液,應配用達到標準的合成型制動液。

分類

合成型制動液

它是以合成油為基礎油,加入潤滑劑和抗氧、防腐和防鏽等添加劑製成的制動液,具有性能穩定的特點,適合在高速、重負荷汽車上使用。按合成油原料不同,目前有醇醚型和酯型兩種。醚型產品是以二乙二醇醚、三乙二醇醚、四乙二醇醚混合液為基礎油製成的制動液,其優點是沸點較高;酯型產品是用二乙醇醚酯、乙二醇酯或其複合基礎油製成的制動液,除沸點高外,還有低吸濕性的優點。1989年,我國頒布了汽車制動液規格的國家標準(GB 10830- 89)。該標準是根據我國國情,參照國外產品的先進指標而制訂的。符合該標準的JG0～ JG5級汽車制動液的基本性能如圖所示。

目前我國生產的合成制動液主要品種有4603號、4603- 1號, 4604和201號等。

礦油型制動液

礦油型制動液以精製的輕柴油餾分為原料,經深度精製後加入粘度指數改進劑、抗氧劑、防鏽劑及染色劑等調合製成。具有良好的潤滑性,對金屬無腐蝕作用,但對天然橡膠有溶脹作用,使用時必須換用耐礦油的丁腈橡膠。按企業標準生產的7號礦油型制動液外觀為紅色透明液體,有低溫流動性好的特點。

剎車油的選擇

(1)合成型制動液因其工作溫度較寬,對橡膠零件的溶脹率小,粘溫性能好,對金屬的腐蝕性微弱,故適用於高速、大功率、重負荷和制動頻繁的汽車液壓制動系統。該制動液冬夏通用。高性能載貨汽車可選用4603號或4603- 1號合成制動液;國產轎車和要求使用SAE 1703制動液的車輛可選用4604合成制動液。

(2)礦油型制動液具有良好的潤滑性能,腐蝕作用小,換油期長且使用不受地區、季節和車型限制。該制動液在我國各地可冬夏通用,能保證溫度在- 50～ 150℃範圍內正常使用。使用礦油型制動液的制動系要換用耐油橡膠件。7號礦油型制動液在嚴寒地區冬夏通用; 9號礦油型制動液適宜於- 25℃以上地區使用。

我國制動液的技術現狀

目前國內外製動液的主流產品是非石油基的合成制動液,無論國外還是國內,最基本的DOT3合成制動液是由醇和醚組成的,所以又被稱之為醇醚型合成制動液,這些醇主要集中在以乙二醇、多乙二醇為主的二元醇類物,醚類物質以多乙二醇單甲醚、多乙二醇單丁醚為主,DOT4合成制動液與DOT3的主要區別是提升了產品的濕沸點,用製造DOT3制動液的醇和醚類原料難以達到DOT4規格的要求,需要將多乙二醇單醚用硼砂進行酯化,得到多乙二醇醚硼酸酯,DOT4合成制動液主要以多乙二醇硼酸酯為主體原料配製,所以又將DOT4合成制動液稱之為硼酸酯型的合成制動液。DOT5級別的合成制動液又分為DOT5和DOT5. 1,其中DOT5. 1和DOT4組成類型基本接近,可以和DOT3、DOT4相容,而DOT5是以矽油為主要組分的合成制動液,與DOT3、DOT4、DOT5.1是不相容的。DOT5級別的制動液較DOT4又大幅度提升了制動液的乾沸點和濕沸點,同時又降低了低溫- 40℃運動粘度上限。使DOT5等級的制動液可以滿足更寬使用溫度條件下的使用要求,DOT5制動液主要局限於賽車和軍事裝備上使用。

無論國內還是國外,同等質量等級的合成制動液,其基礎組分類型是基本相同的,在分子結構上差異性不大,因此不同廠商生產的同一質量等級的合成制動液是相容的,可以互換使用。不同的生產廠家採取的技術配方各異,配方中選用的功能性添加劑各不相同,各種基礎材料的比例也不一樣,一款質量優異的合成制動液必定是一個化學性質非常穩定的長效制動液,可以獲得遠超過常規2年的使用壽命,同時對金屬腐蝕性可以達到接近“零腐蝕”狀態,對橡膠的溶脹特性也可以控制在很理想的範圍,因此,基礎材料的結構最佳化、基礎材料的精製、添加劑的化學效能、配方的質量成本的最佳化都會成為制動液開發的技術關鍵。

經過30多年持續跟蹤國外合成制動液的發展,我國合成制動液的產品標準已經和國際接軌。2006年5月起,長城DOT4合成制動液在上海大眾出租汽車有限公司10台桑塔那3000型計程車進行了為期7個月總行程9萬km的城市路面行車試驗,與上海大眾汽車出廠原裝的國外一流品牌的同規格合成制動液進行同種條件下對比行車試驗,試驗通過油樣分析、制動分泵拆解、制動路感評定等方式證明:中國石化長城DOT4合成制動液的實物質量在經過9萬km行車裡程後各項質量參數仍在DOT3規格的控制線內,實際換油周期超過9萬km,各項評價參數均表現和國外一流制動液相當。

但需要說明的是,制動液的基礎原料主要來源於石油化工加工衍生物,國內合成制動液行業主要受制於上游原料多乙二醇醚的制約,國內多乙二醇醚生產廠家很少,可選擇餘地小。

我國制動液主要以DOT3為主,而國外主要以DOT4為主,隨著汽車製造水平的提升,對制動系統安全性要求越來越高,帶動制動液選用質量的升級,無論是現行的國家標準還是國際權威標準,對制動液的鑄鐵防鏽特性沒有進行限制,我國制動泵泵體材料主要是以價格相對便宜的鑄鐵材質為主,而國外是以鑄鋁材質為主,因此,我國制動液性能增加對鑄鐵材料的防護性要求是很現實的。

值得注意的是,國外著名汽車製造企業普遍重視裝配製動液的質量,體現在規格要求高,認證手續繁瑣複雜,通用、福特、大眾等汽車製造企業的制動液規格均要高於國際通用的制動液產品規格。我國自主品牌的汽車製造企業不妨借鑑國外先進經驗,針對自身車型的特性和使用的金屬與非金屬材料,有針對性地制訂高於國家標準的企業規格,增加裝填制動液產品的可靠性,提升制動系統安全性能。

我國剎車油發展趨勢

制動液新產品的開發與套用是為滿足汽車液壓制動系統對高性能制動液產品的需要而進行的。由於近年來我國汽車工業的發展趨勢已逐漸向國際水平靠近,日本、歐洲、美國的主要車型都已在我國合資生產,同時,國外生產的高性能車輛也不斷地進入我國汽車市場。因此,總的來看,我國汽車制動液的發展趨勢與國外汽車制動液的發展趨勢大同小異。

縱觀我國汽車制動液的發展歷程和現狀,結合國外製動液發展情況和我國汽車工業的發展水平,可以認為,我國汽車合成制動液技術與產品質量水平已經發展到了較高水平,能滿足各種車輛的使用要求。

因此,汽車制動液今後的研究重點可能將不再體現在提高制動液的性能指標方面,而是體現在研究節能型的、對人體健康及使用環境友好的、長壽命的制動液產品上。另外在制動液產品類型和結構上將呈現如下趨勢:

1)低級JG 3、HZY 3醇醚型合成制動液使用量所占比例將越來越小,中、高級JG 4、HZY 4、V 4醇醚硼酸酯型合成制動液將得到更大發展;

(2)JG 5、HZY 5級醇醚硼酸酯型合成制動液,由於其優異的高、低溫性能、良好的性價比和與醇醚型、醇醚硼酸酯型合成制動液的相容性好,將會在一些高性能車輛及特殊用途車輛,如軍用車輛中得到使用,推廣套用前景廣闊;矽酮型DOT5制動液由於生產成本高,以及與醇醚型、醇醚硼酸酯型合成制動液不相容,發展前景將受到一定限制;

(3)矽酯型制動液由於其優異的高溫性能、優良的低溫性能及與醇醚、醇醚硼酸酯型制動液的良好相容性,有一定的發展前途。