裝載機(jī)制動(dòng)液的選型與應(yīng)用研究

林博++梁浩++譚明鋒

摘要：文章對(duì)DOT3和DOT4制動(dòng)液的關(guān)鍵理化性能、吸濕性、整機(jī)制動(dòng)性能等進(jìn)行了系統(tǒng)的考察，結(jié)果表明：DOT3與DOT4制動(dòng)液吸濕速度差異不大，但DOT4濕式沸點(diǎn)明顯高于DOT3。根據(jù)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)，裝載機(jī)頻繁制動(dòng)時(shí)制動(dòng)液的溫度可達(dá)160～180 ℃，采用DOT4制動(dòng)液的制動(dòng)效果優(yōu)于DOT3，并對(duì)DOT3、DOT4的更換標(biāo)準(zhǔn)提出了建議。

關(guān)鍵詞：制動(dòng)液；裝載機(jī)；工程機(jī)械

中圖分類號(hào)：TE626.38文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

目前輪式裝載機(jī)行車制動(dòng)系統(tǒng)分為干式制動(dòng)和濕式制動(dòng)兩種，干式制動(dòng)采用氣頂油鉗盤式制動(dòng)器。制動(dòng)時(shí)，壓縮空氣通過(guò)氣制動(dòng)閥控制進(jìn)入加力器，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)使制動(dòng)液產(chǎn)生高壓，從而使夾鉗端產(chǎn)生制動(dòng)效應(yīng)。干式制動(dòng)利用自然通風(fēng)冷卻，所以冷卻效果差，在重載及頻繁制動(dòng)情況下，特別是夏天環(huán)境溫度高時(shí)，有可能發(fā)生制動(dòng)液氣化、制動(dòng)系統(tǒng)失靈等問(wèn)題。

制動(dòng)液作為傳遞能量的工作介質(zhì)，其性能的好壞直接關(guān)系整車的制動(dòng)性能和駕駛安全。目前汽車行業(yè)對(duì)于制動(dòng)液性能的研究和測(cè)試較為成熟，ISO和我國(guó)的制動(dòng)液標(biāo)準(zhǔn)也是針對(duì)道路車輛制定的[1-3]，國(guó)內(nèi)外公開(kāi)的文獻(xiàn)中對(duì)于工程機(jī)械制動(dòng)性能的測(cè)試和報(bào)道幾乎沒(méi)有，本文對(duì)DOT3和DOT4制動(dòng)液的關(guān)鍵理化性能、吸濕性、整機(jī)制動(dòng)性能測(cè)試等進(jìn)行了系統(tǒng)的考察，以期對(duì)工程機(jī)械行業(yè)制動(dòng)液的選擇和使用提供有益的借鑒和參考。

1理化性能測(cè)試

國(guó)內(nèi)輪式裝載機(jī)基本上采用DOT3制動(dòng)液，少數(shù)使用DOT4制動(dòng)液。選取了國(guó)內(nèi)主流品牌的DOT3、DOT4制動(dòng)液進(jìn)行理化性能測(cè)試，其中平衡回流沸點(diǎn)、濕平衡回流沸點(diǎn)和蒸發(fā)性能是衡量制動(dòng)液高溫性能的重要指標(biāo)，具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

檢測(cè)結(jié)果表明所有制動(dòng)液性能均符合《GB 12981-2012機(jī)動(dòng)車輛制動(dòng)液》的技術(shù)要求。其中平衡回流沸點(diǎn)（以下簡(jiǎn)稱干式沸點(diǎn)）均高于國(guó)標(biāo)要求30 ℃以上，濕平衡回流沸點(diǎn)（以下簡(jiǎn)稱濕式沸點(diǎn)）高于國(guó)標(biāo)要求約10 ℃以上。某個(gè)品牌的DOT3干式沸點(diǎn)已經(jīng)超過(guò)了DOT4，但是DOT4的濕式沸點(diǎn)普遍比DOT3高10 ℃以上。DOT3、DOT4制動(dòng)液的蒸發(fā)性能無(wú)明顯差異。表1制動(dòng)液理化性能測(cè)試

檢測(cè)項(xiàng)目平衡回流沸點(diǎn)/℃濕平衡回流沸點(diǎn)/℃SH/T 0430-1992GB 12981-2012

附錄C蒸發(fā)性能（（100±2）℃，（168±2）h）蒸發(fā)損失（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%殘余物性質(zhì)殘余物傾點(diǎn)/℃GB 12981-2012 附錄H國(guó)標(biāo)要求

DOT 3：≥205

DOT 4：≥230DOT 3：≥140

DOT 4：≥155≤80

用指尖摩擦?xí)r，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(wú)砂?；蚰ノg物<-5品牌2250.0153.573.1殘液無(wú)砂?；蚰ノg物<-5品牌3270.0149.573.2殘液無(wú)砂?；蚰ノg物<-5DOT 4品牌4263.0163.062.8殘液無(wú)砂?；蚰ノg物<-5品牌5266.0167.078.4殘液無(wú)砂?；蚰ノg物<-5品牌6264.0167.072.4殘液無(wú)砂粒或磨蝕物<-5品牌7267.0166.073.2殘液無(wú)砂?；蚰ノg物<-5

2吸濕性測(cè)試

由于DOT3和DOT4的主要成分為醇、醚類物質(zhì)，自身吸水性較強(qiáng)，水分的增加會(huì)顯著降低制動(dòng)液的沸點(diǎn)，增加制動(dòng)高溫時(shí)制動(dòng)液氣化的風(fēng)險(xiǎn)。為了考察制動(dòng)液的吸濕速度，在同等條件下（環(huán)境溫度20 ℃，濕度為65%）考察了兩種制動(dòng)液吸收的水分隨時(shí)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(lái)看兩者的吸濕速度并無(wú)明顯差異。

測(cè)試了不同水分含量對(duì)制動(dòng)液沸點(diǎn)的影響（圖2）。數(shù)據(jù)顯示水分含量對(duì)于DOT3沸點(diǎn)的影響較大，同等水分含量下DOT4沸點(diǎn)比DOT3要高約10～20 ℃，最高相差29 ℃。根據(jù)對(duì)客戶的走訪調(diào)研結(jié)果，如果超過(guò)兩年不更換制動(dòng)液，75%以上的DOT3制動(dòng)液的吸水量超過(guò)3%，沸點(diǎn)將會(huì)比新制動(dòng)液的沸點(diǎn)下降100 ℃以上，使用過(guò)程中極可能存在氣阻、制動(dòng)效果差等情況，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行更換。

3整機(jī)制動(dòng)性能測(cè)試

為了評(píng)估在極限工況下的制動(dòng)性能，分別對(duì)DOT3和DOT4制動(dòng)液進(jìn)行了整機(jī)制動(dòng)性能測(cè)試。測(cè)試前將制動(dòng)系統(tǒng)更換為全新制動(dòng)液，DOT3選取表1中品牌3進(jìn)行測(cè)試，DOT4選取表1中品牌7進(jìn)行測(cè)試。

具體測(cè)試方案：如圖3所示，裝載機(jī)額定載荷5 t，在試驗(yàn)場(chǎng)地內(nèi)劃定15 m的距離作為測(cè)試時(shí)裝載機(jī)的加速距離。測(cè)試時(shí)在規(guī)定的加速距離內(nèi)裝載機(jī)大油門起步行駛，到劃定的前進(jìn)制動(dòng)線時(shí)，油門保持不變，踩制動(dòng)踏板使整機(jī)停止，然后掛后退檔大油門使裝載機(jī)整機(jī)后退，到劃定的后退制動(dòng)線時(shí)，油門保持不變，踩制動(dòng)踏板使整機(jī)停止，重復(fù)以上動(dòng)作循環(huán)，直到制動(dòng)液溫度平穩(wěn)或制動(dòng)失效（制動(dòng)距離變長(zhǎng)），最長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間為2 h。測(cè)試環(huán)境溫度為10～15 ℃，采集前、后橋的制動(dòng)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(yàn)過(guò)程中，制動(dòng)正常情況下壓力為10～12 MPa，DOT3制動(dòng)液測(cè)試到90 min左右時(shí)，裝載機(jī)前橋的制動(dòng)壓力下降至約7 MPa見(jiàn)圖5。后橋制動(dòng)液壓力全程保持在11 MPa左右，持續(xù)穩(wěn)定。從制動(dòng)液溫度曲線來(lái)看，前橋制動(dòng)液溫度上升至153 ℃后基本穩(wěn)定，103 min時(shí)制動(dòng)液的最高溫度達(dá)161 ℃，后略有下降見(jiàn)圖6。后橋制動(dòng)液溫度持續(xù)上升，最高溫度為144 ℃見(jiàn)圖7。選取了測(cè)試前期、中期和后期的5個(gè)制動(dòng)循環(huán)，并且根據(jù)制動(dòng)時(shí)間和車速計(jì)算得出制動(dòng)距離見(jiàn)表2，接近105 min時(shí)，制動(dòng)距離超過(guò)11 m，表明制動(dòng)系統(tǒng)失效。整個(gè)測(cè)試過(guò)程達(dá)到110 min時(shí)因?yàn)橹苿?dòng)失效，測(cè)試中止。

定在11 MPa左右。前橋制動(dòng)液溫度持續(xù)上升達(dá)180 ℃后基本保持穩(wěn)定，直到試驗(yàn)結(jié)束。后橋制動(dòng)液溫度一直上升到約160 ℃后保持穩(wěn)定，如圖8～圖10所示。

表3列出了DOT4制動(dòng)距離的計(jì)算結(jié)果，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程約140 min，制動(dòng)距離無(wú)明顯變化，整車制動(dòng)正常。對(duì)比表2和表3的數(shù)據(jù)可知，與DOT3相比，DOT4的制動(dòng)響應(yīng)速度更快，制動(dòng)距離更短。

4結(jié)論

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

（2）極端惡劣工況和持續(xù)頻繁制動(dòng)時(shí)，采用DOT4制動(dòng)液的制動(dòng)效果優(yōu)于DOT3。

（3）頻繁制動(dòng)時(shí)裝載機(jī)制動(dòng)液溫度高達(dá)160～180 ℃，根據(jù)制動(dòng)液沸點(diǎn)與水分含量的關(guān)系，DOT3制動(dòng)液中水分含量超過(guò)2%，DOT4制動(dòng)液中水分含量超過(guò)3%時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行更換。

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