سائل الفرامل

عبوة سائل الفرامل القديمة
خزان سائل الفرامل في سيارة سكودا فابيا 1
رمز دال يشير إلى انخفاض مستوى سائل الفرامل

سائل الفرامل هو نوع من السوائل الهيدروليكية يُستخدم في أنظمة الفرامل والقوابض الهيدروليكية في السيارات والدراجات النارية والشاحنات الخفيفة وبعض الدراجات الهوائية . يُستخدم هذا السائل لتحويل القوة إلى ضغط، وبالتالي تضخيم قوة الكبح. ويعود ذلك إلى أن السوائل غير قابلة للانضغاط بشكل ملحوظ .

معظم سوائل الفرامل المستخدمة اليوم تعتمد على جليكول الإيثر ، ولكن تتوفر أيضًا سوائل تعتمد على الزيوت المعدنية ( مثل سيتروين / رولز رويس LHM بالإضافة إلى سوائل فرامل الدراجات من شيمانو وماجورا ) وسوائل تعتمد على السيليكون (DOT 5). [ 1 ]

تعود أصول أنظمة الكبح الحديثة إلى عام 1917، عندما حصل مالكولم لوكهيد على براءة اختراع لنظام كبح يعمل بالهيدروليك. [ 2 ] [ 3 ] في البداية، استُخدم الزيت النباتي كسائل تشغيل. لكنه لم يُلبِّ أبسط المتطلبات، وخلال عملية التطوير، تم ابتكار سوائل كبح خاصة، تتكون من قاعدة ومجموعة من الإضافات (مُكثِّفات، ومواد مضادة للتآكل، وملونات).

المعايير

يتم تصنيع معظم سوائل الفرامل لتلبية المعايير التي تحددها المنظمات الدولية أو الوطنية أو المحلية أو الوكالات الحكومية.

دولي

نشرت المنظمة الدولية للمعايير معيارها ISO 4925، الذي يحدد الفئات 3 و4 و5، بالإضافة إلى الفئة 5.1 والفئة 6 [ 4 ] والفئة 7 [ 5 ] [ 6 ] مما يعكس أداءً أعلى تدريجيًا لسوائل الفرامل.

SAE

أصدرت جمعية مهندسي السيارات (SAE) المعايير J1703 وJ1704 وJ1705، والتي تعكس أداءً متزايدًا لسوائل الفرامل. وتوجد نظائر لهذه المعايير في المعيار الدولي ISO 4925 .

الولايات المتحدة

تُعرّف معايير السلامة الفيدرالية للمركبات الآلية (FMVSS)، وتحديدًا المعيار رقم 116 [ 7 ] ، الدرجات DOT 3 وDOT 4 وDOT 5 وDOT 5.1، حيث تشير DOT إلى وزارة النقل الأمريكية . وتُستخدم هذه الدرجات على نطاق واسع في دول أخرى. وتعكس تصنيفاتها بشكل عام مواصفات جمعية مهندسي السيارات (SAE)، حيث تُعادل DOT 3 معيار SAE J1703 وفئة ISO 3، وDOT 4 معيار SAE J1704 وفئة ISO 4، وهكذا [ 8 ] .

يجب أن تكون جميع السوائل المتوافقة مع معايير وزارة النقل الأمريكية (DOT) عديمة اللون أو كهرمانية، باستثناء سائل السيليكون DOT 5 الذي يجب أن يكون بنفسجيًا. يقتصر نطاق معيار FMVSS رقم 116 على السوائل "المُعدة للاستخدام". أما سائل الفرامل "المستخدم"، أو غير المصنف على أنه متوافق مع معايير وزارة النقل الأمريكية، فيوجد بأي لون. [ 7 ]

DOT 4

بينما يمكن لمركبة تستخدم سائل الفرامل DOT 3 أن تستخدم أيضًا DOT 4 أو 5.1 (الذي يرفع درجة حرارة التشغيل) إذا تقبلت المواد المطاطية في النظام مركبات البورات التي ترفع درجة الغليان، فإن المركبة التي تتطلب DOT 4 قد تغلي سائل الفرامل إذا تم استخدام DOT 3 (الذي يخفض درجة حرارة التشغيل). إضافةً إلى ذلك، لا يمكن خلط هذه السوائل القائمة على بولي جليكول إيثر مع DOT 5.0، وهو سائل قائم على السيليكون.

DOT 5

سائل DOT 5 هو سائل مصنوع من السيليكون، وهو يختلف عن سلسلة DOT 2 و3 و4 و5.1. وهو غير قابل للامتزاج بالماء أو سوائل الفرامل الأخرى، ويجب عدم خلطه بها. لا يمكن تغيير سائل الفرامل إلا بعد إجراء تغيير كامل للنظام، مثل عملية ترميم شاملة.

يحتوي على ما لا يقل عن 70% من وزنه من ثنائي أورجانو بولي سيلوكسان. [ 9 ] على عكس السوائل القائمة على بولي إيثيلين جلايكول، فإن سائل DOT 5 كاره للماء . [ 10 ] من مزاياه مقارنةً بأنواع سوائل الفرامل الأخرى أن السيليكون يتمتع بمؤشر لزوجة أكثر استقرارًا على نطاق أوسع من درجات الحرارة. ومن خصائصه الأخرى أنه لا يُلحق الضرر بالطلاء. [ 11 ]

سائل الفرامل DOT 5 غير متوافق مع أنظمة منع انغلاق المكابح . قد يتسرب الهواء إلى سائل DOT 5 عند تفعيل نظام منع انغلاق المكابح. يمتص سائل الفرامل DOT 5 كمية صغيرة من الهواء، مما يستدعي توخي الحذر عند تفريغ الهواء من النظام. [ 12 ]

DOT 5.1

أدى عدم قبول السوائل القائمة على السيليكون إلى تطوير سائل DOT 5.1، وهو سائل يجمع بين مزايا أداء السيليكون مع الحفاظ على بعض الخصائص المألوفة والتوافق مع سوائل إيثر الجليكول. يُعدّ DOT 5.1 النسخة الخالية من السيليكون من DOT 5، والذي يُعرّفه معيار FMVSS 116 بأنه يحتوي على أقل من 70% سيليكون. أما إذا تجاوزت نسبة السيليكون 70%، فيُصنّف كـ DOT 5.

صفات

يجب أن تتمتع سوائل الفرامل بخصائص معينة وأن تستوفي معايير جودة محددة لكي يعمل نظام الفرامل بشكل صحيح.

اللزوجة

لضمان تشغيل نظام الفرامل بكفاءة وموثوقية، يجب أن يحافظ سائل الفرامل على لزوجة ثابتة ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة، بما في ذلك درجات الحرارة المنخفضة للغاية. يُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية في الأنظمة المزودة بنظام منع انغلاق المكابح (ABS) ونظام التحكم في الجر ونظام التحكم الإلكتروني بالثبات (ESP)، حيث تستخدم هذه الأنظمة غالبًا صمامات دقيقة وتتطلب تفعيلًا سريعًا للغاية. [ 13 ] تتميز سوائل DOT 5.1 بلزوجة منخفضة ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة، مع العلم أن بعض السيارات المزودة بنظامي ABS أو ESP لا تستخدم سائل فرامل DOT 5.1. [ 14 ] ولتسريع استجابة نظامي ABS وESP، يتوفر سائلا فرامل DOT 4 وDOT 5.1 بلزوجة منخفضة، حيث يستوفيان الحد الأقصى للزوجة البالغ 750 مم² / ثانية عند درجة حرارة -40 درجة مئوية (-40 درجة فهرنهايت) وفقًا لمعيار ISO 4925 من الفئة 6. [ 4 ] ويُطلق على هذين النوعين غالبًا اسم DOT 4+ أو Super DOT 4 وDOT 5.1 ESP.  

نقطة الغليان

يتعرض سائل الفرامل لدرجات حرارة عالية جدًا، خاصةً في أسطوانات العجلات في فرامل الأسطوانة وملاقط فرامل القرص . يجب أن يتمتع بنقطة غليان عالية لتجنب تبخره في الأنابيب. يُشكل هذا التبخر مشكلة لأن البخار قابل للانضغاط بدرجة كبيرة مقارنةً بالسائل، وبالتالي يُلغي النقل الهيدروليكي لقوة الكبح، مما يؤدي إلى فشل الفرامل في إيقاف المركبة. [ 15 ]

تشير معايير الجودة إلى نقطتي غليان سائل الفرامل "الجافة" و"الرطبة". نقطة الغليان الرطبة، والتي عادةً ما تكون أقل بكثير (وإن كانت أعلى من معظم درجات حرارة التشغيل العادية)، تشير إلى نقطة غليان السائل بعد امتصاصه كمية معينة من الرطوبة. هذه الكمية تتراوح بين عدة نسب مئوية (من خانة الآحاد)، وتختلف من تركيبة إلى أخرى. سوائل الفرامل من نوع جلايكول-إيثر (DOT 3 و4 و5.1) ماصة للرطوبة، أي أنها تمتص الرطوبة من الجو في ظل مستويات الرطوبة الطبيعية. أما السوائل غير الماصة للرطوبة (مثل السيليكون /DOT 5 والتركيبات القائمة على الزيوت المعدنية)، فهي كارهة للماء ، ويمكنها الحفاظ على نقطة غليان مقبولة طوال فترة استخدامها.

يتميز السائل القائم على السيليكون بقابلية انضغاط أكبر من السائل القائم على الجليكول، مما يؤدي إلى شعور إسفنجي عند استخدام المكابح . [ 15 ] وقد يتعرض هذا السائل لانفصال الطور/تجمع الماء وتجمده/غليانه في النظام مع مرور الوقت - وهو السبب الرئيسي لاستخدام السوائل أحادية الطور الماصة للرطوبة.

خصائص سوائل الفرامل الشائعة [ 16 ] [ 15 ]
نقطة الغليان الجافنقطة الغليان الرطبة [ أ ]اللزوجة عند درجة حرارة -40 درجة مئوية (-40 درجة فهرنهايت)  اللزوجة عند 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت)  المكون الأساسي
النقطة 2190 درجة مئوية (374 درجة فهرنهايت)  140 درجة مئوية (284 درجة فهرنهايت)  ؟؟زيت الخروع/الكحول
النقطة 3205 درجة مئوية (401 درجة فهرنهايت)  140 درجة مئوية (284 درجة فهرنهايت)  ≤ 1500 مم² / ثانية≥ 1.5 مم² / ثانيةإيثر الجليكول
DOT 4230 درجة مئوية (446 درجة فهرنهايت)  155 درجة مئوية (311 درجة فهرنهايت)  ≤ 1800 مم² / ثانية≥ 1.5 مم² / ثانيةإيثر الجليكول / إستر البورات
DOT 4+230 درجة مئوية (446 درجة فهرنهايت)  155 درجة مئوية (311 درجة فهرنهايت)  ≤ 750 مم² / ثانية≥ 1.5 مم² / ثانيةإيثر الجليكول / إستر البورات
LHM+249 درجة مئوية (480 درجة فهرنهايت)  249 درجة مئوية (480 درجة فهرنهايت)  ≤ 1200 مم 2 / ثانية [ 17 ]≥ 6.5 مم² / ثانيةالزيت المعدني
DOT 5260 درجة مئوية (500 درجة فهرنهايت)  180 درجة مئوية (356 درجة فهرنهايت)  ≤ 900 مم² / ثانية≥ 1.5 مم² / ثانيةسيليكون
DOT 5.1260 درجة مئوية (500 درجة فهرنهايت)  180 درجة مئوية (356 درجة فهرنهايت)  ≤ 900 مم² / ثانية≥ 1.5 مم² / ثانيةإيثر الجليكول/إستر البورات
DOT 5.1 ESP260 درجة مئوية (500 درجة فهرنهايت)  180 درجة مئوية (356 درجة فهرنهايت)  ≤ 750 مم² / ثانية≥ 1.5 مم² / ثانيةإيثر الجليكول/إستر البورات
ISO 4925 الفئة 3205 درجة مئوية (401 درجة فهرنهايت)  140 درجة مئوية (284 درجة فهرنهايت)  ≤ 1500 مم² / ثانية≥ 1.5 مم² / ثانية
ISO 4925 الفئة 4230 درجة مئوية (446 درجة فهرنهايت)  155 درجة مئوية (311 درجة فهرنهايت)  ≤ 1500 مم² / ثانية≥ 1.5 مم² / ثانية
ISO 4925 الفئة 5-1260 درجة مئوية (500 درجة فهرنهايت)  180 درجة مئوية (356 درجة فهرنهايت)  ≤ 900 مم² / ثانية≥ 1.5 مم² / ثانية
ISO 4925 الفئة 6250 درجة مئوية (482 درجة فهرنهايت)  165 درجة مئوية (329 درجة فهرنهايت)  ≤ 750 مم² / ثانية≥ 1.5 مم² / ثانية
ISO 4925 الفئة 7260 درجة مئوية (500 درجة فهرنهايت)  180 درجة مئوية (356 درجة فهرنهايت)  ≤ 750 مم² / ثانية≥ 1.5 مم² / ثانية
  1. يُعرَّف مصطلح "رطب" بأنه يحتوي على 3.7% من الماء بالحجم

تآكل

يجب ألا تتسبب سوائل الفرامل في تآكل المعادن المستخدمة داخل مكونات مثل الفرجار، وأسطوانات العجلات، والأسطوانات الرئيسية، وصمامات التحكم في نظام منع انغلاق المكابح (ABS). كما يجب أن توفر الحماية من التآكل عند دخول الرطوبة إلى النظام. ولتحقيق ذلك، تُضاف مواد مضافة (مثبطات التآكل) إلى السائل الأساسي. يُعد السيليكون أقل تآكلًا للطلاء من سوائل DOT القائمة على إيثر الجليكول. [ 15 ]

تتميز سائل فرامل سيتروين LHM المصنوع من الزيت المعدني بمقاومته للتآكل. قد تتلف الحلقات المانعة للتسرب عند قطع مسافات طويلة، ولكن بخلاف ذلك، تتمتع هذه الأنظمة بعمر افتراضي طويل للغاية. لا يمكن استخدامه كبديل دون تغيير الحلقات المانعة للتسرب نظرًا لعدم توافقه مع المطاط. [ 18 ]

الانضغاطية

يجب أن تحافظ سوائل الفرامل على مستوى منخفض من الانضغاطية، حتى مع اختلاف درجات الحرارة، وذلك لمراعاة الظروف البيئية المختلفة. وهذا أمر بالغ الأهمية لضمان استجابة ثابتة لدواسة الفرامل. فكلما زادت الانضغاطية، زادت الحاجة إلى ضغط أكبر على دواسة الفرامل للحصول على نفس قوة مكبس مكابح الفرامل.

الوظائف

عندما يضغط السائق على دواسة الفرامل، ينتقل الضغط إلى أسطوانة الفرامل الرئيسية. [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] يقوم مكبس أسطوانة الفرامل بضغط نظام من الأنابيب الهيدروليكية، كل منها يؤدي إلى عجلة مختلفة. بدوره، يضغط سائل الفرامل الموجود في الأنابيب على أسطوانات الفرامل الفرعية، الموجودة على كل عجلة. [ 22 ] [ 23 ] تضغط مكابس أسطوانات الفرامل الفرعية على وسادات الفرامل، فتحيط بقرص الفرامل وتضغطه، مما يؤدي إلى إبطاء دوران العجلات.

إضافةً إلى نقل الضغط، يُحافظ سائل الفرامل على عمل نظام الفرامل بكفاءة مثالية. فهو يُساعد على تنظيم درجة الحرارة، مما يضمن مقاومة المكونات للحرارة المتولدة أثناء الكبح. ويُعدّ الحفاظ على مستوى سائل الفرامل بشكل صحيح أمرًا بالغ الأهمية، إذ يُمكن أن يؤدي انخفاض مستواه أو تلوثه إلى انخفاض أداء الفرامل، وفي الحالات القصوى، إلى تعطلها. [ 24 ]

يُستخدم سائل الفرامل بشكل أساسي في أنظمة الفرامل، ولكنه يُستخدم أيضاً على نطاق واسع في القوابض التي يتم التحكم فيها هيدروليكياً. [ 25 ]

بحسب التطبيق، يتعرض السائل لضغوط مختلفة: ففي حالة الدراجات النارية، تتراوح ذروة الضغط من 8 إلى 15 بار (120 إلى 220 رطل لكل بوصة مربعة) ، بينما في سيارات الفورمولا 1 يتجاوز 75 بار (1100 رطل لكل بوصة مربعة) . [ 26 ]    

الخدمة والصيانة

سوائل الفرامل المصنوعة من جليكول الإيثر (DOT 3 و4 و5.1) ماصة للرطوبة، أي أنها تمتص الرطوبة من الجو في ظل مستويات الرطوبة الطبيعية. أما السوائل غير الماصة للرطوبة (مثل السيليكون/DOT 5 والتركيبات القائمة على الزيوت المعدنية) فهي كارهة للماء، ويمكنها الحفاظ على درجة غليان مقبولة طوال فترة استخدامها. يُفضل استخدام سائل السيليكون فقط لملء أنظمة الفرامل غير المزودة بنظام منع انغلاق المكابح (ABS) والتي لم يسبق ملؤها بسائل قائم على الجليكول. أي نظام سبق استخدام سائل قائم على الجليكول (DOT 3/4/5.1) سيحتوي على رطوبة؛ حيث يعمل سائل الجليكول على توزيع الرطوبة في جميع أنحاء النظام ويحتوي على مثبطات للتآكل. لا يسمح سائل السيليكون بدخول الرطوبة إلى النظام، ولكنه لا يوزع الرطوبة الموجودة فيه أيضًا. لا يتطلب النظام المملوء بسائل السيليكون وهو جاف تغيير السائل بشكل دوري، إلا عند إجراء صيانة أو استبدال لأحد مكونات النظام. وقد اعتمدت القوات المسلحة الأمريكية سائل فرامل السيليكون كمعيار منذ تسعينيات القرن الماضي. يُستخدم سائل السيليكون على نطاق واسع في المناخات الباردة، وخاصة في روسيا وفنلندا.

لا يمكن دائمًا خلط سوائل الفرامل ذات تصنيفات DOT المختلفة. لا يُنصح بخلط سائل DOT 5 مع أي من السوائل الأخرى، لأن خلط الجليكول مع سائل السيليكون قد يُسبب التآكل نتيجةً للرطوبة المحتبسة. كما لا يُنصح بخلط سائل DOT 2 مع أي من السوائل الأخرى. أما سوائل DOT 3 وDOT 4 وDOT 5.1، فهي جميعها مصنوعة من إسترات الجليكول ويمكن خلطها، مع أنه يُفضل استبدال السوائل الموجودة بأخرى جديدة تمامًا للحصول على الأداء المطلوب.

سائل الفرامل سام [ 27 ] ويمكن أن يتلف الأسطح المطلية. [ 28 ]

عناصر

مصنوع من الزيت المعدني (للدراجات)

مصنوع من زيت الخروع (قبل وزارة النقل الأمريكية، وزارة النقل الأمريكية 2)

أساسه الجليكول (DOT 3، 4، 5.1)

مصنوع من السيليكون (DOT 5)

انظر أيضاً

مراجع

  1. "الفصل 7  : نظرية النظام الهيدروليكي الأساسية" (ملف PDF) . Peterverdone.com . تاريخ الاسترجاع: 2018-07-06 .
  2. "كيف يعمل نظام الفرامل" . www.howacarworks.com . تاريخ الاسترجاع: 28 يناير 2025 .
  3. "أساسيات الكبح: النظام، والفيزياء، وعلم إدارة الحركة" . dsportmag.com . تاريخ الاسترجاع: 28 يناير 2025 .
  4. 1 2 "ISO 4925:2005 - المركبات على الطرق - مواصفات سوائل الفرامل غير البترولية للأنظمة الهيدروليكية" . www.iso.org .
  5. "ISO 4925:2020 - المركبات على الطرق - مواصفات سوائل الفرامل غير البترولية للأنظمة الهيدروليكية" . www.iso.org .
  6. "منصة التصفح الإلكتروني ISO 4925:2020 - المركبات البرية - مواصفات سوائل الفرامل غير البترولية للأنظمة الهيدروليكية" . www.iso.org .
  7. 1 2 "قانون اللوائح الفيدرالية، § 571.116 المعيار رقم 116؛ سوائل فرامل المركبات الآلية" .
  8. "لزوجة سوائل فرامل السيارات" . ويكي أنتون بار . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-05-2018 .
  9. المعيار رقم 116؛ سوائل فرامل المركبات الآلية، قانون اللوائح الفيدرالية، الباب 49 - النقل، الفصل الخامس - الجزء 571 - معايير السلامة الفيدرالية للمركبات الآلية (49CFR571)، الجزء الفرعي ب، القسم 571.116، المعيار رقم 116؛ سوائل فرامل المركبات الآلية، مؤرشف بتاريخ 2008-12-08 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  10. "ما هي أنواع سائل الفرامل المختلفة؟" . موقع How Stuff Works . 1 ديسمبر 2008. تاريخ الاسترجاع: 12 أغسطس 2018 .
  11. "صيانة المركبات: سائل الفرامل DOT 3، DOT 4، DOT 5.1، وDOT 5 - فالفولين™ العالمية السعودية - الإنجليزية" . www.valvolineglobal.com . تاريخ الوصول: 14 يونيو 2024 .
  12. " سائل فرامل DOT 5: غير مناسب لنظام ABS" . www.freeasestudyguides.com
  13. "تبادل سائل الفرامل والتكنولوجيا" . Partinfo.co.uk . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16-05-2018 .
  14. "سائل الفرامل" . Trwaftermarket.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26-05-2018 .
  15. ١ ٢ ٣ ٤ "سائل فرامل وزارة النقل الأمريكية مقابل الزيت المعدني" . Epicbleedsolutions.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٥ مايو ٢٠١٨ .
  16. "49 CFR 571.116 - المعيار رقم 116؛ سوائل فرامل المركبات الآلية" . Gpo.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2018-07-06 .
  17. "لزوجة سائل فرامل السيارات - جدول اللزوجة ومخطط اللزوجة :: ويكي أنتون بار" . أنتون بار . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2018-07-06 . 
  18. "شرح لسوائل الفرامل والقابض" . Xpowerforums.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 نوفمبر 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 مايو 2015 .
  19. "تشريح السيارة: أسطوانة الفرامل الرئيسية" . www.dubizzle.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-01-2025 .
  20. "ما هي أسطوانة الفرامل الرئيسية أو مضخة الفرامل وما استخداماتها؟" . blog.frenkit.es . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-01-2025 .
  21. "ما هو سائل الفرامل وكل ما تحتاج لمعرفته عنه" . nubrakes.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-01-2025 .
  22. "كيف تعمل مكابح السيارة" . learndriving.tips . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-01-2025 .
  23. "كيف تعمل مكابح السيارات الهيدروليكية ومكوناتها" . wuling.id . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-01-2025 .
  24. "ما تحتاج معرفته عن سائل الفرامل" . www.garage.co.uk . تاريخ الاسترجاع: 1 فبراير 2025 .
  25. "ما هو سائل الفرامل؟" . drivesmartwarranty.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-01-2025 .
  26. ^ "الأصدقاء الرياضيون: Tutti i numeri delle frenate" . www.moto.it . تم الاسترجاع 2025-01-28 .
  27. "صحيفة بيانات سلامة المواد لسائل الفرامل DOT 3" (ملف PDF) . Online.petro-canada.ca . تاريخ الاسترجاع: 2012-06-04 .
  28. "نصائح عامة" . توتال موتورسيكل . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-05-2018 .