El líquido de frenos es un tipo de líquido hidráulico que se utiliza en aplicaciones de frenos hidráulicos y embragues hidráulicos en automóviles , motocicletas , camionetas livianas y algunas bicicletas . Se utiliza para transferir fuerza en presión y para amplificar la fuerza de frenado. Funciona porque los líquidos no son apreciablemente comprimibles .
La mayoría de los líquidos de frenos que se utilizan hoy en día tienen una base de éter de glicol , pero también están disponibles aceites minerales ( Citroën / Rolls-Royce liquide hidraulique minéral ( LHM )) y líquidos a base 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 progresivamente mayor para los líquidos de frenos. Estos tienen contrapartes en la norma internacional ISO 4925.
Las Normas Federales de Seguridad de Vehículos Motorizados (FMVSS) bajo la Norma FMVSS No. 116 [5] definen los grados DOT 3, DOT 4, DOT 5 y DOT 5.1, donde DOT se refiere al Departamento de Transporte de EE. UU . Estos se utilizan ampliamente en otros países. Sus clasificaciones reflejan ampliamente las especificaciones de la SAE, DOT 3 equivale a SAE J1703 e ISO clase 3, DOT 4 a SAE J1704 e ISO clase 4, etc. [6]
Todos los fluidos que cumplen con el DOT deben ser incoloros o de color ámbar, excepto la silicona DOT 5, que debe ser de color violeta. El alcance de la norma FMVSS No. 116 se limita al fluido "para uso". El líquido de frenos 'en uso', o que no está etiquetado como conforme al DOT, se encuentra en cualquier color. [5]
Si bien un vehículo que usa DOT 3 también puede usar DOT 4 o 5.1 (una mejora de temperatura) si los elastómeros en el sistema aceptan los compuestos de borato que elevan el punto de ebullición, [ cita necesaria ] un vehículo que requiere DOT 4 podría hervir el líquido de frenos si se utiliza un DOT 3 (una degradación de temperatura). Además, estos fluidos a base de éter de poliglicol no se pueden mezclar con DOT 5.0, que está basado en silicona.
DOT 5 es un fluido a base de silicona y está separado de la serie DOT 2, 3, 4, 5.1. Es inmiscible con agua y con otros líquidos de frenos y no debe mezclarse con ellos. Los sistemas pueden cambiar el fluido sólo 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, DOT 5 es hidrofóbico . [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. [ cita necesaria ]
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 y requiere cuidado al purgar el aire del sistema. [9]
La falta de aceptación de los fluidos a base de silicona llevó 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, definido por FMVSS 116 como menos del 70% de silicona. Por encima de ese umbral, se considera DOT 5.
En los años 50, Citroën introdujo un sistema de suspensión hidroneumática , accionado por un motor bomba y utilizado también para accionar el sistema de frenos. Se utilizaba un fluido hidráulico específico de Citroën. Los primeros fluidos eran de química variable y estaban disponibles de varios proveedores. Shell Donax D, Lockheed HD19, Castrol HF fueron algunos de ellos. Luego, Citroën intentó mejorar y estandarizar el fluido en 1962 con LHS ( Liquide Hydraulique Synthétique ), un fluido de base vegetal/sintético. En 1964 esto se mejoró con el LHS2 totalmente sintético. En 1966 Citroën introdujo el LHM ( Liquide Hydraulique Minéral ), un fluido mineral. LHS era higroscópico y daba problemas de corrosión interna. Aunque los dos fluidos son incompatibles, el LHM ha sido universal desde 1967 y algunos autos más antiguos se han convertido para usarlo. [10]
Este sistema también se utilizó en Rolls-Royce y algunos modelos de Maserati.
La suspensión Hydragas e Hydrolastic era una forma ampliamente utilizada de suspensión hidroneumática, diseñada por Alex Moulton y utilizada en los automóviles British Leyland de la década de 1960. Este sistema no estaba impulsado por el motor y no implicaba el sistema de frenos.
El fluido era un fluido de baja viscosidad a base de alcohol diluido. [11]
Los líquidos de frenos deben tener unas determinadas características y cumplir ciertos estándares de calidad para que el sistema de frenos funcione correctamente.
Para un funcionamiento confiable y consistente 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. [12] Los fluidos DOT 5.1 se especifican con baja viscosidad en un amplio rango de temperaturas, aunque no todos los automóviles equipados con ABS o ESP especifican líquido de frenos DOT 5.1. [13] 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 de viscosidad máxima de 750 mm 2 /s a −40 °C (−40 °F) de la clase ISO 4925. 6. [2] Suelen denominarse DOT 4+ o Super DOT 4 y DOT 5.1 ESP.
El líquido de frenos está expuesto a temperaturas muy altas, especialmente en los cilindros de las ruedas de los frenos de tambor y en las pinzas de los frenos de disco . Debe tener un punto de ebullición elevado para evitar su vaporización en las líneas. Esta vaporización crea un problema porque el vapor es altamente comprimible en relación con el líquido y, por lo tanto, niega la transferencia hidráulica de la fuerza de frenado, por lo que los frenos no lograrán detener el vehículo. [14]
Los estándares de calidad se refieren a los puntos de ebullición "seco" y "húmedo" del líquido de frenos. El punto de ebullición húmedo, que suele ser mucho más bajo (aunque por encima de la mayoría de las temperaturas de servicio normales), se refiere al punto de ebullición del fluido después de absorber una cierta cantidad de humedad. Esto es un porcentaje de varios (un solo dígito), que varía de una formulación a otra. Los líquidos de frenos de glicol-éter (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 fluidos no higroscópicos (por ejemplo , 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 fluido.
El líquido a base de silicona es más comprimible que el líquido a base de glicol, lo que produce frenos con una sensación esponjosa . [14] Potencialmente, puede sufrir separación de fases/acumulación de agua y congelación/ebullición en el sistema con el tiempo, la razón principal por la que se utilizan fluidos higroscópicos monofásicos. [ cita necesaria ]
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 fluido base. La silicona es menos corrosiva para la pintura que los fluidos DOT a base de glicol-éter. [14]
La ventaja del líquido de frenos a base de aceite mineral Citroën LHM es la ausencia de corrosión. Los sellos pueden desgastarse con altos kilometrajes pero, por lo demás, estos sistemas tienen una longevidad excepcional. No se puede utilizar como sustituto sin cambiar las juntas por incompatibilidad con la goma. [17] [ fuente generada por el usuario ]
Los líquidos de frenos deben mantener un bajo nivel de compresibilidad, incluso con temperaturas variables para adaptarse a diferentes condiciones ambientales. Esto es importante para garantizar una sensación constante del pedal del freno. A medida que aumenta la compresibilidad, se necesita más recorrido del pedal del freno para obtener la misma fuerza del pistón de la pinza de freno.
Los líquidos de frenos de glicol-éter (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 fluidos no higroscópicos (por ejemplo, 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 fluido. Idealmente, el fluido de silicona debe usarse solo para llenar sistemas que no sean de ABS y que no se hayan llenado previamente con fluido a base de glicol. Cualquier sistema que haya utilizado fluido a base de glicol (DOT 3/4/5.1) contendrá humedad; El fluido de glicol dispersa la humedad por todo el sistema y contiene inhibidores de corrosión. El líquido de silicona no permite que entre humedad en el sistema, pero tampoco dispersa la que ya está allí. Un sistema lleno desde seco con fluido de silicona no requiere que el fluido se cambie a intervalos, solo cuando el sistema ha sido alterado para reparar o renovar un componente. Las fuerzas armadas de Estados Unidos han estandarizado el líquido de frenos de silicona desde la década de 1990. El fluido de silicona se utiliza ampliamente en climas fríos, particularmente en Rusia y Finlandia.
No siempre se pueden mezclar líquidos de frenos con diferentes clasificaciones DOT. DOT 5 no debe mezclarse con ninguno de los demás, ya que la mezcla de glicol con fluido de silicona puede causar corrosión debido a la humedad atrapada. DOT 2 no debe mezclarse con ninguno de los demás. DOT 3, DOT 4 y DOT 5.1 están todos basados en ésteres de glicol y se pueden mezclar, aunque es preferible reemplazar completamente los fluidos existentes con fluidos nuevos para obtener el rendimiento especificado.
El líquido de frenos es tóxico [18] y puede dañar las superficies pintadas. [19]