El líquido de frenos es un tipo de líquido hidráulico que se utiliza en aplicaciones de frenos y embragues hidráulicos en automóviles , motocicletas , camiones ligeros y algunas bicicletas . Se utiliza para convertir la fuerza en presión y para amplificar la fuerza de frenado. Funciona porque los líquidos no son apreciablemente compresibles .
La mayoría de los líquidos de frenos que se utilizan hoy en día son a base de éter de glicol , pero también hay disponibles líquidos a base de aceite mineral ( Citroën / Rolls-Royce liquide hydraulique minéral ( LHM )) y de silicona (DOT 5). [1]
La mayoría de los líquidos de frenos se fabrican para cumplir con los estándares establecidos por organizaciones o agencias gubernamentales internacionales, nacionales o locales.
La Organización Internacional de Normalización ha publicado su norma ISO 4925, que define las clases 3, 4 y 5, así como la clase 5.1, la clase 6 [2] y la clase 7 [3] [4] , que reflejan un rendimiento progresivamente mayor para los líquidos de frenos.
La Sociedad de Ingenieros Automotrices SAE ha publicado las normas J1703, J1704 y J1705, que reflejan un rendimiento cada vez mayor para los líquidos de frenos. Estas normas tienen su equivalente en la norma internacional ISO 4925.
Las Normas Federales de Seguridad de Vehículos Motorizados (FMVSS) en la Norma FMVSS N.º 116 [5] definen los grados DOT 3, DOT 4, DOT 5 y DOT 5.1, donde DOT se refiere al Departamento de Transporte de los Estados Unidos . Estos son ampliamente utilizados en otros países. Sus clasificaciones reflejan ampliamente las especificaciones de la SAE, DOT 3 es equivalente a SAE J1703 e ISO clase 3, DOT 4 a SAE J1704 e ISO clase 4, etc. [6]
Todos los líquidos que cumplen con las normas del DOT deben ser incoloros o de color ámbar, excepto la silicona DOT 5, que debe ser violeta. El alcance de la norma FMVSS n.° 116 se limita a los líquidos "en uso". El líquido de frenos "en uso", o que no está etiquetado como conforme con las normas del DOT, se encuentra en cualquier color. [5]
Si bien un vehículo que utiliza DOT 3 también puede utilizar DOT 4 o 5.1 (una mejora de temperatura) si los elastómeros del sistema aceptan los compuestos de borato que elevan el punto de ebullición, [ cita requerida ] un vehículo que requiere DOT 4 puede hervir el líquido de frenos si se utiliza un DOT 3 (una reducción de temperatura). Además, estos líquidos a base de éter de poliglicol no se pueden mezclar con DOT 5.0, que es a base de silicona.
El DOT 5 es un líquido a base de silicona y pertenece a la serie DOT 2, 3, 4 y 5.1. Es inmiscible con agua y con otros líquidos de frenos, y no debe mezclarse con ellos. Los sistemas pueden cambiar el líquido solo después de un cambio completo del sistema, como una restauración total.
Contiene al menos un 70% en peso de un diorganopolisiloxano. [7] A diferencia de los fluidos a base de polietilenglicol, el DOT 5 es hidrófobo . [8] Una ventaja sobre otras formas de líquido de frenos es que la silicona tiene un índice de viscosidad más estable en un rango de temperatura más amplio. Otra propiedad es que no daña la pintura. [9]
El líquido de frenos DOT 5 no es compatible con los sistemas de frenos antibloqueo . El líquido DOT 5 puede airearse cuando se activa el sistema de frenos antibloqueo. El líquido de frenos DOT 5 absorbe una pequeña cantidad de aire, por lo que se debe tener cuidado al purgar el aire del sistema. [10]
La falta de aceptación de los fluidos a base de silicona condujo al desarrollo de DOT 5.1, un fluido que ofrece las ventajas de rendimiento de la silicona, al tiempo que conserva cierta familiaridad y compatibilidad con los fluidos de éter de glicol. DOT 5.1 es la versión sin silicona de DOT 5, definida por FMVSS 116 como menos del 70 % de silicona. Por encima de ese umbral, se convierte en DOT 5.
Los líquidos de frenos deben tener ciertas características y cumplir ciertos estándares de calidad para que el sistema de frenos funcione correctamente.
Para un funcionamiento fiable y constante del sistema de frenos, el líquido de frenos debe mantener una viscosidad constante en un amplio rango de temperaturas, incluido el frío extremo. Esto es especialmente importante en sistemas con sistema de frenos antibloqueo (ABS), control de tracción y control de estabilidad (ESP), ya que estos sistemas suelen utilizar microválvulas y requieren una activación muy rápida. [11] Los líquidos DOT 5.1 se especifican con baja viscosidad en un amplio rango de temperaturas, aunque no todos los coches equipados con ABS o ESP especifican líquido de frenos DOT 5.1. [12] Para una reacción más rápida de los sistemas ABS y ESP, existen líquidos de frenos DOT 4 y DOT 5.1 con baja viscosidad que cumplen con el requisito máximo de viscosidad de 750 mm2 / s a −40 °C (−40 °F) de la clase 6 de la norma ISO 4925. [2] Estos suelen denominarse DOT 4+ o Super DOT 4 y DOT 5.1 ESP.
El líquido de frenos está sujeto a temperaturas muy altas, especialmente en los cilindros de las ruedas de los frenos de tambor y las pinzas de freno de disco . Debe tener un punto de ebullición alto para evitar que se vaporice en las líneas. Esta vaporización crea un problema porque el vapor es muy compresible en comparación con el líquido y, por lo tanto, anula la transferencia hidráulica de la fuerza de frenado, por lo que los frenos no lograrán detener el vehículo. [13]
Los estándares de calidad se refieren a los puntos de ebullición "seco" y "húmedo" de un líquido de frenos. El punto de ebullición húmedo, que suele ser mucho más bajo (aunque superior a la mayoría de las temperaturas de servicio normales), se refiere al punto de ebullición del líquido después de absorber una cierta cantidad de humedad. Se trata de varios porcentajes (de un solo dígito), que varían de una formulación a otra. Los líquidos de frenos de éter de glicol (DOT 3, 4 y 5.1) son higroscópicos (absorben agua), lo que significa que absorben la humedad de la atmósfera en niveles normales de humedad. Los líquidos no higroscópicos (por ejemplo, las formulaciones a base de silicona /DOT 5 y aceite mineral) son hidrófobos y pueden mantener un punto de ebullición aceptable durante la vida útil del líquido.
El fluido a base de silicona es más comprimible que el fluido a base de glicol, lo que hace que los frenos tengan una sensación esponjosa . [13] Puede sufrir potencialmente separación de fases/acumulación de agua y congelamiento/ebullición en el sistema con el tiempo: la principal razón por la que se utilizan fluidos higroscópicos monofásicos. [ cita requerida ]
Los líquidos de frenos no deben corroer los metales utilizados en el interior de componentes como pinzas, cilindros de rueda, cilindros maestros y válvulas de control del ABS. También deben proteger contra la corrosión cuando la humedad ingresa al sistema. Para lograr esto, se agregan aditivos (inhibidores de corrosión) al líquido base. La silicona es menos corrosiva para la pintura que los líquidos DOT a base de éter de glicol. [13]
La ventaja del líquido de frenos a base de aceite mineral Citroën LHM es la ausencia de corrosión. Las juntas pueden desgastarse con un alto kilometraje, pero por lo demás estos sistemas tienen una longevidad excepcional. No se puede utilizar como sustituto sin cambiar las juntas debido a la incompatibilidad con la goma. [16] [ fuente generada por el usuario ]
Los líquidos de frenos deben mantener un nivel bajo de compresibilidad, incluso con temperaturas variables para adaptarse a diferentes condiciones ambientales. Esto es importante para garantizar una sensación uniforme en el pedal de freno. A medida que aumenta la compresibilidad, se necesita un mayor recorrido del pedal de freno para la misma cantidad de fuerza del pistón de la pinza de freno.
Los líquidos de frenos de éter de glicol (DOT 3, 4 y 5.1) son higroscópicos (absorben agua), lo que significa que absorben la humedad de la atmósfera en niveles normales de humedad. Los líquidos no higroscópicos (por ejemplo, las fórmulas a base de silicona/DOT 5 y aceite mineral) son hidrófobos y pueden mantener un punto de ebullición aceptable durante la vida útil del líquido. Lo ideal es que el líquido de silicona se utilice solo para llenar sistemas que no sean ABS y que no se hayan llenado previamente con líquido a base de glicol. Cualquier sistema que haya utilizado líquido a base de glicol (DOT 3/4/5.1) contendrá humedad; el líquido de glicol dispersa la humedad por todo el sistema y contiene inhibidores de corrosión. El líquido de silicona no permite que la humedad entre en el sistema, pero tampoco dispersa la que ya está allí. Un sistema lleno desde seco con líquido de silicona no requiere que el líquido se cambie a intervalos, solo cuando el sistema se ha alterado para reparar o renovar un componente. Las fuerzas armadas de los Estados Unidos han estandarizado el líquido de frenos de silicona desde la década de 1990. El líquido de silicona se utiliza ampliamente en climas fríos, particularmente en Rusia y Finlandia.
Los líquidos de frenos con diferentes clasificaciones DOT no siempre se pueden mezclar. El DOT 5 no se debe mezclar con ninguno de los otros, ya que la mezcla de glicol con líquido de silicona puede causar corrosión debido a la humedad atrapada. El DOT 2 no se debe mezclar con ninguno de los otros. El DOT 3, el DOT 4 y el DOT 5.1 están todos basados en ésteres de glicol y se pueden mezclar, aunque es preferible reemplazar por completo los líquidos existentes con líquidos nuevos para obtener el rendimiento especificado.
El líquido de frenos es tóxico [17] y puede dañar las superficies pintadas. [18]