裝載機制動液的選型與應用研究

林博++梁浩++譚明鋒

摘要：文章對DOT3和DOT4制動液的關鍵理化性能、吸濕性、整機制動性能等進行了系統的考察，結果表明：DOT3與DOT4制動液吸濕速度差異不大，但DOT4濕式沸點明顯高于DOT3。根據實際測試數據，裝載機頻繁制動時制動液的溫度可達160～180 ℃，采用DOT4制動液的制動效果優于DOT3，并對DOT3、DOT4的更換標準提出了建議。

關鍵詞：制動液；裝載機；工程機械

中圖分類號：TE626.38文獻標識碼：A

0引言

目前輪式裝載機行車制動系統分為干式制動和濕式制動兩種，干式制動采用氣頂油鉗盤式制動器。制動時，壓縮空氣通過氣制動閥控制進入加力器，推動活塞運動使制動液產生高壓，從而使夾鉗端產生制動效應。干式制動利用自然通風冷卻，所以冷卻效果差，在重載及頻繁制動情況下，特別是夏天環境溫度高時，有可能發生制動液氣化、制動系統失靈等問題。

制動液作為傳遞能量的工作介質，其性能的好壞直接關系整車的制動性能和駕駛安全。目前汽車行業對于制動液性能的研究和測試較為成熟，ISO和我國的制動液標準也是針對道路車輛制定的[1-3]，國內外公開的文獻中對于工程機械制動性能的測試和報道幾乎沒有，本文對DOT3和DOT4制動液的關鍵理化性能、吸濕性、整機制動性能測試等進行了系統的考察，以期對工程機械行業制動液的選擇和使用提供有益的借鑒和參考。

1理化性能測試

國內輪式裝載機基本上采用DOT3制動液，少數使用DOT4制動液。選取了國內主流品牌的DOT3、DOT4制動液進行理化性能測試，其中平衡回流沸點、濕平衡回流沸點和蒸發性能是衡量制動液高溫性能的重要指標，具體檢測結果見表1。

檢測結果表明所有制動液性能均符合《GB 12981-2012機動車輛制動液》的技術要求。其中平衡回流沸點（以下簡稱干式沸點）均高于國標要求30 ℃以上，濕平衡回流沸點（以下簡稱濕式沸點）高于國標要求約10 ℃以上。某個品牌的DOT3干式沸點已經超過了DOT4，但是DOT4的濕式沸點普遍比DOT3高10 ℃以上。DOT3、DOT4制動液的蒸發性能無明顯差異。表1制動液理化性能測試

檢測項目平衡回流沸點/℃濕平衡回流沸點/℃SH/T 0430-1992GB 12981-2012

附錄C蒸發性能（（100±2）℃，（168±2）h）蒸發損失（質量分數），%殘余物性質殘余物傾點/℃GB 12981-2012 附錄H國標要求

DOT 3：≥205

DOT 4：≥230DOT 3：≥140

DOT 4：≥155≤80

用指尖摩擦時，沉淀物中不含有顆粒砂粒和磨蝕物≤-5

DOT 3品牌1231.0154.078.9殘液無砂?；蚰ノg物<-5品牌2250.0153.573.1殘液無砂?；蚰ノg物<-5品牌3270.0149.573.2殘液無砂?；蚰ノg物<-5DOT 4品牌4263.0163.062.8殘液無砂粒或磨蝕物<-5品牌5266.0167.078.4殘液無砂?；蚰ノg物<-5品牌6264.0167.072.4殘液無砂?；蚰ノg物<-5品牌7267.0166.073.2殘液無砂粒或磨蝕物<-5

2吸濕性測試

由于DOT3和DOT4的主要成分為醇、醚類物質，自身吸水性較強，水分的增加會顯著降低制動液的沸點，增加制動高溫時制動液氣化的風險。為了考察制動液的吸濕速度，在同等條件下（環境溫度20 ℃，濕度為65%）考察了兩種制動液吸收的水分隨時間的變化（圖1），DOT3的初始含水量比DOT4略高，但是從曲線的斜率來看兩者的吸濕速度并無明顯差異。

測試了不同水分含量對制動液沸點的影響（圖2）。數據顯示水分含量對于DOT3沸點的影響較大，同等水分含量下DOT4沸點比DOT3要高約10～20 ℃，最高相差29 ℃。根據對客戶的走訪調研結果，如果超過兩年不更換制動液，75%以上的DOT3制動液的吸水量超過3%，沸點將會比新制動液的沸點下降100 ℃以上，使用過程中極可能存在氣阻、制動效果差等情況，應當進行更換。

3整機制動性能測試

為了評估在極限工況下的制動性能，分別對DOT3和DOT4制動液進行了整機制動性能測試。測試前將制動系統更換為全新制動液，DOT3選取表1中品牌3進行測試，DOT4選取表1中品牌7進行測試。

具體測試方案：如圖3所示，裝載機額定載荷5 t，在試驗場地內劃定15 m的距離作為測試時裝載機的加速距離。測試時在規定的加速距離內裝載機大油門起步行駛，到劃定的前進制動線時，油門保持不變，踩制動踏板使整機停止，然后掛后退檔大油門使裝載機整機后退，到劃定的后退制動線時，油門保持不變，踩制動踏板使整機停止，重復以上動作循環，直到制動液溫度平穩或制動失效（制動距離變長），最長測試時間為2 h。測試環境溫度為10～15 ℃，采集前、后橋的制動液溫度、壓力，以及整車行駛速度。溫度傳感器、壓力傳感器安裝位置如圖4所示。

試驗過程中，制動正常情況下壓力為10～12 MPa，DOT3制動液測試到90 min左右時，裝載機前橋的制動壓力下降至約7 MPa見圖5。后橋制動液壓力全程保持在11 MPa左右，持續穩定。從制動液溫度曲線來看，前橋制動液溫度上升至153 ℃后基本穩定，103 min時制動液的最高溫度達161 ℃，后略有下降見圖6。后橋制動液溫度持續上升，最高溫度為144 ℃見圖7。選取了測試前期、中期和后期的5個制動循環，并且根據制動時間和車速計算得出制動距離見表2，接近105 min時，制動距離超過11 m，表明制動系統失效。整個測試過程達到110 min時因為制動失效，測試中止。

定在11 MPa左右。前橋制動液溫度持續上升達180 ℃后基本保持穩定，直到試驗結束。后橋制動液溫度一直上升到約160 ℃后保持穩定，如圖8～圖10所示。

表3列出了DOT4制動距離的計算結果，整個試驗過程約140 min，制動距離無明顯變化，整車制動正常。對比表2和表3的數據可知，與DOT3相比，DOT4的制動響應速度更快，制動距離更短。

4結論

（1）DOT3與DOT4制動液吸濕速度差異不大，DOT4濕式沸點明顯高于DOT3。

（2）極端惡劣工況和持續頻繁制動時，采用DOT4制動液的制動效果優于DOT3。

（3）頻繁制動時裝載機制動液溫度高達160～180 ℃，根據制動液沸點與水分含量的關系，DOT3制動液中水分含量超過2%，DOT4制動液中水分含量超過3%時，應當進行更換。

參考文獻：

[1] 楊惠君，王成勇.解析新版ISO 4925：2005制動液國際標準[J]. 潤滑油， 2007，22（1）： 60-64.

[2] 顏自力.制動液標準的發展[J]. 石油商技， 2004， 22（2）： 41-47.

[3] 姜林.我國合成制動液的技術和質量狀況[J]. 潤滑油， 2007，22（3）： 11-14.收稿日期：2016-06-30。