制动液标准中技术项目的确定

制动液标准中技术项目的确定和拓展可能性－GB12981国家标准编制中的一些思路和感想中国石化润滑油分公司2004.102一、概述3二则消息：７月２３日,公安部新闻发言人办公室发布的通报显示，上半年我国共发生道路交通事故２５.５万起，造成５万人死亡，２１.２万人受伤，直接经济损失达１３.１亿元人民币。８月１日，秘鲁西北部安卡什省发生一起严重交通事故，造成至少３８人死亡、15人重伤。据警方调查，这辆秘鲁安第斯旅游交通公司的客车刹车失灵是造成这一悲剧的主要原因。4国内有关部门曾对2000年的交通事故进行过统计，因制动液产品质量低劣引起的制动失效或制动不良，进而造成事故的次数占有一定的比例，是一个不容忽视的重要原因。机动车液压制动系统性能发挥，不仅得益于系统良好设计，制造中采用更加精良的加工工艺和技术，也与系统中采用优质介质－即好的制动液产品有很大关系。51、较高的沸点，较低的蒸气压。2、良好的橡胶适应性。3、良好的润滑性能。4、良好的稳定性。5、良好的低温流动性。6、优良的相容性。7、适宜的粘度和好的粘温性能。8、良好的金属材料适应性。制动液应具备的性能6许多先进国家都制订了制动液产品标准，如美国汽车工程师协会SAEJ1703、SAEJ1704、SAEJ1705系列标准，美国联邦法规机动车辆安全标准FMVSSNo.116、法国的制动液标准NFR12-640、日本的制动液标准JISK2233等。国际标准化组织也制订了ISO4925标准。标准的技术要求制订是否合理，是否与实际应用中的情况相适应，是否符合制动液产品总的发展趋势，今后在标准修订中，是否会增加更多与实际应用有密切相关的试验项目，则是大家所关注和希望了解的。制动液标准7二、国外制动液产品标准技术项目设立情况8先进国家和一些团体根据各自的具体情况制订有制动液产品标准或安全法规，其中最为引人注目的有：美国联邦机动车辆安全标准FMVSSNo.116（96）《机动车辆制动液》法国的NFR12-640《液压制动液》日本的JISK2233《机动车用非石油基制动液》美国汽车工程师协会标准SAEJ1703等国际标准化组织制订的ISO4925标准，虽说为美国和南非所反对，在国际上也不失具有一定的代表意义。参照标准9此外，国际上一些较大的汽车生产厂商也制订了一些含有某些特殊要求的制动液产品标准，如象德国大众公司、日本铃木公司等。还有一些为满足特殊需要而制订的技术标准。这些标准，除去特殊的要求外，基本的技术性能指标项目是一致的，相比之下，我们选择了FMVSS№116、SAE系列ISO4925NFR12-640等作为本文分析主要的国外标准代表。参照标准(续)101、高低温性能制动液的各项指标中，高低温性能指标是衡量产品适应高或低温环境气候使用或是在连续制动（山区下坡道路或是城市开－停频繁交替状态）下，制动系温度较高的使用条件下的功效。制动液的高温性能是最受关注的焦点，它成为衡量制动液产品的质量和划分制动液产品的主要指标。11衡量制动液产品的高温性能有多个项目，在上述国外标准中主要有：–平衡回流沸点–湿平衡回流沸点–100℃运动粘度–液体稳定性中的高温稳定性–蒸发性能–气阻温度–湿气阻温度……1、高低温性能(续)12高温性能中的另一项目是蒸发性能。值得注意到的是，在SAEJ1703－2000版和SAEJ1704-2000版最新标准中，不知是何原因，标准中未列出蒸发损失控制项目，这是一个非同寻常的变化，国内有关方面正对此进行积极的研究和探讨，以期了解其内涵。1、高低温性能(续)13测定制动液高温性能的另一种方法气阻温度测定法，经过许多实践，到目前为止，尚未发现它与测量平衡回流沸点的方法有任何相关性。国内一些专家的研究表明，吸湿的水分对于容水性的醇醚型制动液和对于不具有容水性的硅酮型或硅酯型制动液的影响是不相同的。是否它可以作为测定DOT5.1类型制动液的特性指标之一，还有待于做进一步的工作。1、高低温性能(续)14低温性能是制动液产品的另一项要求，在国外标准中主要采用低温运动粘度（-40℃）、低温流动性和外观等加以测量。1、高低温性能(续)15金属腐蚀性能是衡量制动液产品在与车辆制动系的金属组件接触过程中，是否会对其产生不利的影响，腐蚀这些金属部件，最终导致液体泄漏，制动失灵。2、腐蚀16长时间金属叠片腐蚀试验也是根据制动液实际使用的情况提出来的新的要求，它不仅对制动液的金属防护性有较高的要求，而且对制动液的长期贮存性能也是一个极为严格的挑战。也有少数车辆制造厂提出对制动液控制防锈性能，甚至提出进行液相－气相混合状态的防护性试验，这些对制动液产品的生产和研制都带来了新的思路。2、腐蚀(续)17与制动系所采用到的橡胶件的配伍性，是汽车用户对制动液产品性能的另一个关注的问题。国外标准中试验所采用的材料有一定的区别，国际标准中规定采用天然胶和丁苯橡胶，国外先进标准中有些采用的是丁苯橡胶和三元乙丙胶（如JISK2233、SAEJ1703等），有些则采用丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶（如美军MIL－B－46176A）。3、橡胶相容性18根据多年的实践验证，要寻找一种添加剂最佳配伍，使其对丁苯橡胶、三元乙丙橡胶和天然橡胶同时都有较好配伍性，是很难做到的，要控制产品三元乙丙橡胶体积膨胀的适度性，同时兼顾天然橡胶根径增值的适度性是极为困难的。3、橡胶相容性(续)19制动液产品的抗氧化性能是衡量产品使用中抵抗氧化作用的能力，主要用以评价产品在制动系使用中，在金属的催化和一定的升温条件下，抗老化能力。就此可以评价油品的贮存能力和使用寿命。4、抗氧化性能20制动液的化学稳定性和液体相容性对产品的化学组成的稳定性、生产中工艺条件的控制、产品原料配方及组成的控制等都是一种严格的约束。5、其它21•同样，制动液的容水性能也是作为评定制动液在使用中对环境的水分的耐受性，考察制动液在吸收了一定限度量的水分情况下功能是否有所下降。•在国外标准中，一般对制动液产品的pH值都有要求，对一些试验项目后液体或与水混合液的pH值也有所要求。5、其它(续)22此外，在国外标准中，也有些制订了类似密度、外观、水分等要求。然而与其相比，国外标准中还有一项最为重要，而且也是最为关键的试验项目，那就是模拟行程试验――制动液的台架试验。模拟行程试验对于制动液产品来说，有些像台架试验对于汽油机油和柴油机油所起的决定性作用，对于一种产品来说，其理化性能再好，如果行程模拟试验不行，仍旧属于不合格的产品。5、其它(续)23三、国内制动液产品标准技术项目设定情况241989年公安部和交通部牵头制定的GB10830-89《汽车制动液安全使用技术条件》,以及1991年由中国石化制定的GB12981-91《HZY2、HZY3、HZY4合成制动液》国家标准，其中的技术内容反映了我国当时多年研究和生产制动液的技术积累情况，技术指标的设定主要参考了国外制动液标准的技术项目。251998年GB10830-89标准进行修订时，提出采用国家标准物质试验件进行相应的试验，进一步规范了试验方法的严谨度。1998年底，中国石化润滑油一坪分公司（原中国石化股份有限公司重庆一坪高级润滑油公司）根据国家质量技术监督局质技监局标发（1999）235号文计划，开始了对GB12981-91《HZY2、HZY3、HZY4合成制动液》国家标准的修订工作。26GB12981-91标准在进行修订时，其技术指标的取向作出了慎重的选择。由于国家标准的制订原则今后要以国际标准为主要的参照对象，因此，在修订时仍考虑了以国际标准ISO4925：1978的技术内容作为主要参考标准，尽管其技术内容从现实角度分析有些落后，但这样做与国家标准制修订的基本原则相一致。因此修订后的标准中主要仍采用国际标准和国外先进标准中一些成熟的技术项目：如干/湿平衡回流沸点、高/低温运动粘度、蒸发损失、低温稳定性、液体稳定性、相容性及容水性等。27具体的主要修订内容如下：①去掉了GB12981-91中HZY2产品类别，增加了HZY5类别；②标准中的腐蚀试验项目条件增加锌试验片；③橡胶相容性试验件采用国家标准物质。④相容性液体改为采用国内几种有代表性几种主要制动液产品（如聚醚型、硼酸酯型等）混合配制相容性标准液体。⑤根据制动液产品标准的一般内容要求，结合国内的具体情况，对制动液产品包装和标志作一些规定；⑥测定样品含水量的方法，采用卡尔·费休方法。⑦增加了资料性附录《制动液防锈性检验法》的内容。28在修订过程中，我们也曾探索过在标准中增加诸如气阻温度、密度、水分、闪点等项目，出于这些项目中某些的试验方法目前尚未有一个较为标准化的统一方法，而且国内目前实施起来尚不具备条件，而另一些在实际的生产和质量控制中意义不大，国际标准或国外先进标准中均没有列入，所以在标准中未列入这些项目。29四、制动液产品标准技术项目今后发展的趋势30SAE系列标准是世界上最为通用的技术标准，更新速度很快，基本作到了与汽车工业发展要求同步。以SAEJ1703为例，其最早发布为1946年12月，其中经过数次修订，项目指标也有较大变化，如1995年1月版本中金属腐蚀试验尚有七种金属试片（含锌片），而2000年10月的版本，金属试片又变为了六种。SAEJ1704硼酸酯型制动液发布较晩，最初发布日期是1997年1月，2000年10月进行了修订，其中为适应汽车行业制动总成中皮碗组成变化的要求，新增加了三元乙丙橡胶试件的测试要求，其严格程度超过了国际标准ISO4925的水平。31SAEJ1705标准发布于1985年3月，1994年12月对其修订后，1995年5月又一次进行了修订，后二次修订时间竟然没超过一年，足以说明制动液行业产品发展的迅速程度。相比之下可以看出，SAEJ1705标准1985年所用的四种橡胶皮碗到1995年已经变为了三种，氯丁橡胶已经不再采用。在SAEJ1703标准的数次版本的更替中，以2000年版本中取消蒸发损失项目和腐蚀项目的锌金属试片最为抢眼，众所周知，蒸发损失与制动系统内制动液在高温下产生气阻及高温下汽化后漏失是有直接关系的，也是汽车生产厂家最为关注的高温性能项目之一，其取消的原因尚有待于进一步的考证。32ISO4925国际标准自78年版发布后，至今未作修订，虽在一些文章中提到在1994年曾对其进行过复审确认，但正式确认的标准文本至今未见。相比之下，ISO4925标准中对各个技术项目试验的要求较细，如：测定制动液湿平衡回流沸点时，要求采用一种参比液体（水含量控制到一定程度的三乙二醇单甲醚）控制增湿，整个过程要不影响被测液体的试验条件，采用卡尔费休方法，以一定的频率抽测参比液体的水含量，达到某一个数值时，再测定被测液体的平衡回流沸点，以国内目前的实验室控制水平，一般情况下很难满足这一实验要求。因此，ISO4925标准虽说其代表的产品不能算是一种先进产品，但就其标准本身的技术水平而言，仍是一个较为苛刻且严僅的标准，相对于国内今天的实验室技术而言，其技术水准甚至都有些超前。331993年，美国汽车工程师学会以SAEJ1709－1993编号发布了一项汽车信息报告《欧州制动液技术》，介绍了在欧州使用和制造的制动液产品技术水平及发展状况。据该文献报告，欧州1999年超过3/4的制动液分销商推荐采用满足DOT4标准的产品，在德国，接近100%的制动液产品贴的是DOT4、超级DOT4和DOT5.1产品标签。绝大多数的欧州汽车制造商推荐采用DOT4制动液，如今只有很小百分比的DOT3制动液在商业和特殊的客车上使用。从SAEJ1709－1999报告所列举的目前欧州制动液产品遵循的标准主要技术指标，不难看出欧州的制动液产品技术水平已经超过了美国，处在了世界领先的地位。如象超级DOT4的平衡回流沸点已经达到了现今DOT5标准要求。34值得我们更为关注的，报告中提到除干/湿平衡回流沸点、高/低运动粘度指标、化学稳定性、高低温稳定性、蒸发损失、容水性、液体与橡胶相容性、抗氧化性、防腐蚀性和冲程性能等项目外，还介绍了SAE和美国联邦机构与欧州正在为评价超级DOT4等一类