Bremsflüssigkeit

Bremsflüssigkeit ist eine Art von Hydraulikflüssigkeit, die in hydraulischen Bremsen und hydraulischen Kupplungen in Autos, Motorrädern, leichten Lastwagen und einigen Fahrrädern verwendet wird. Sie wird zur Übertragung von Kraft in Druck und zur Verstärkung der Bremskraft verwendet. Dies funktioniert, weil Flüssigkeiten nicht nennenswert komprimierbar sind. ⓘ

Die meisten heute verwendeten Bremsflüssigkeiten basieren auf Glykolether, aber auch Mineralöl (Citroën/Rolls-Royce liquide hydraulique minéral (LHM)) und Flüssigkeiten auf Silikonbasis (DOT 5) sind erhältlich. ⓘ

Bremsflüssigkeit bei einer Scheibenbremse eines Motorrads (Entlüftungswartungsarbeit) ⓘ

Die bei Fahrradbremsen und bei früheren Fahrzeugmodellen von Citroën mit Zentralhydraulik in der Bremsanlage verwendeten Hydraulikflüssigkeiten auf Mineralölbasis werden üblicherweise nicht als Bremsflüssigkeit bezeichnet und sind nicht mit diesen mischbar. ⓘ

Normen

Bremsflüssigkeiten müssen bestimmte Anforderungen erfüllen, die in verschiedenen Normen internationaler, nationaler oder lokaler Organisationen oder staatlicher Stellen festgelegt sind. ⓘ

International

Die Internationale Normungsorganisation hat die Norm ISO 4925 veröffentlicht, in der die Klassen 3, 4 und 5 sowie die Klassen 5.1, 6 und 7 definiert sind, die eine zunehmende Leistungssteigerung der Bremsflüssigkeiten widerspiegeln. ⓘ

SAE

Die Society of Automotive Engineers (SAE) hat die Normen J1703, J1704 und J1705 veröffentlicht, die eine zunehmende Leistungssteigerung von Bremsflüssigkeiten widerspiegeln. Diese Normen haben Entsprechungen in der internationalen Norm ISO 4925. ⓘ

Vereinigte Staaten

Die Federal Motor Vehicle Safety Standards (FMVSS) definieren in der FMVSS-Norm Nr. 116 die Klassen DOT 3, DOT 4, DOT 5 und DOT 5.1, wobei sich DOT auf das amerikanische Verkehrsministerium bezieht. Diese Klassen sind auch in anderen Ländern weit verbreitet. Ihre Klassifizierungen spiegeln im Großen und Ganzen die SAE-Spezifikationen wider, jedoch mit lokalen Details - Alaska und die Azoren beispielsweise haben unterschiedliche normale Temperatur- und Feuchtigkeitsbereiche zu berücksichtigen. DOT 3 entspricht SAE J1703 und der ISO-Klasse 3, DOT 4 entspricht SAE J1704 und der ISO-Klasse 4, usw. ⓘ

Alle zugelassenen Flüssigkeiten müssen farblos oder bernsteinfarben sein, um in den USA für den Straßenverkehr zugelassen zu werden, mit Ausnahme von DOT 5-Silikon, das violett sein muss. ⓘ

DOT 4

Während ein Fahrzeug, das DOT 3 verwendet, auch DOT 4 oder 5.1 (eine Temperaturerhöhung) verwenden kann, wenn die Elastomere im System die Boratverbindungen akzeptieren, die den Siedepunkt erhöhen, könnte ein Fahrzeug, das DOT 4 benötigt, die Bremsflüssigkeit zum Kochen bringen, wenn ein DOT 3 (eine Temperaturverringerung) verwendet wird. Außerdem können diese Flüssigkeiten auf Polyglykoletherbasis nicht mit DOT 5.0 gemischt werden, das auf Silikon basiert. ⓘ

DOT 5

DOT 5 ist eine Flüssigkeit auf Silikonbasis und unterscheidet sich von den Serien DOT 2, 3, 4 und 5.1. Sie ist mit Wasser und anderen Bremsflüssigkeiten nicht mischbar und darf nicht mit diesen gemischt werden. Ein Flüssigkeitswechsel kann nur nach einer kompletten Systemumstellung, wie z.B. einer Komplettsanierung, erfolgen. ⓘ

Sie enthält mindestens 70 Gew.-% eines Diorgano-Polysiloxans. Im Gegensatz zu Flüssigkeiten auf Polyethylenglykolbasis ist DOT 5 hydrophob. Ein Vorteil gegenüber anderen Formen von Bremsflüssigkeit ist, dass Silikon einen stabileren Viskositätsindex über einen größeren Temperaturbereich aufweist. Eine weitere Eigenschaft ist, dass es den Lack nicht angreift. ⓘ

DOT 5-Bremsflüssigkeit ist nicht mit Antiblockiersystemen kompatibel. DOT 5-Bremsflüssigkeit kann sich verflüchtigen, wenn das Antiblockiersystem aktiviert wird. DOT 5-Bremsflüssigkeit absorbiert eine kleine Menge Luft, die beim Entlüften des Systems vorsichtig entfernt werden muss. ⓘ

DOT 5.1

Die mangelnde Akzeptanz von Flüssigkeiten auf Silikonbasis führte zur Entwicklung von DOT 5.1, einer Flüssigkeit, die die Leistungsvorteile von Silikon bietet und gleichzeitig mit den Glykolether-Flüssigkeiten vertraut und kompatibel ist. DOT 5.1 ist die silikonfreie Version von DOT 5, die gemäß FMVSS 116 weniger als 70 % Silikon enthält. Bei Überschreitung dieses Schwellenwerts wird es zu DOT 5. ⓘ

Hydropneumatische Federung von Citroën

In den 1950er Jahren führte Citroën ein hydropneumatisches Federungssystem ein, das von einer motorbetriebenen Pumpe angetrieben wurde und auch zur Betätigung des Bremssystems diente. Dabei wird eine Citroën-spezifische Hydraulikflüssigkeit verwendet. Die ersten Flüssigkeiten waren von unterschiedlicher Chemie und von verschiedenen Anbietern erhältlich. Shell Donax D, Lockheed HD19, Castrol HF waren einige von ihnen. Citroën versuchte dann 1962 mit LHS (Liquide Hydraulique Synthétique), einer Flüssigkeit auf pflanzlicher/synthetischer Basis, die Flüssigkeit zu verbessern und zu standardisieren. Im Jahr 1964 wurde es durch das vollsynthetische LHS2 verbessert. 1966 führte Citroën LHM (Liquide Hydraulique Minéral) ein, eine mineralische Flüssigkeit. LHS war hygroskopisch und verursachte Probleme mit innerer Korrosion. Obwohl die beiden Flüssigkeiten nicht miteinander kompatibel sind, ist LHM seit 1967 universell einsetzbar, und einige ältere Fahrzeuge wurden auf dieses System umgerüstet. ⓘ

Dieses System wurde auch bei Rolls-Royce und einigen Maserati-Modellen verwendet. ⓘ

Hydragas- und Hydrolastic-Federung

Hydragas- und Hydrolastic-Federung waren eine weit verbreitete Form der hydropneumatischen Federung, die von Alex Moulton entwickelt und ab den 1960er Jahren in Fahrzeugen von British Leyland eingesetzt wurde. Dieses System wurde nicht vom Motor angetrieben und hatte keinen Einfluss auf das Bremssystem. ⓘ

Die Flüssigkeit war eine Flüssigkeit mit niedriger Viskosität auf der Basis von verdünntem Alkohol.

49% Alkohol

49 % destilliertes Wasser

1% Triethanolaminphosphat (Tensid)

1% Natriummercaptobenzothiazol (Verdünnungsmittel) ⓘ

Eigenschaften

Bremsflüssigkeiten müssen bestimmte Eigenschaften aufweisen und bestimmte Qualitätsstandards erfüllen, damit das Bremssystem ordnungsgemäß funktioniert. ⓘ

Viskosität

Für einen zuverlässigen, gleichmäßigen Betrieb des Bremssystems muss die Bremsflüssigkeit eine konstante Viskosität in einem breiten Temperaturbereich, einschließlich extremer Kälte, aufweisen. Dies ist besonders wichtig bei Systemen mit Antiblockiersystem (ABS), Antriebsschlupfregelung und Stabilitätskontrolle (ESP), da diese Systeme häufig Mikroventile verwenden und sehr schnell aktiviert werden müssen. DOT 5.1-Bremsflüssigkeiten sind mit einer niedrigen Viskosität über einen breiten Temperaturbereich spezifiziert, obwohl nicht alle Fahrzeuge mit ABS oder ESP mit DOT 5.1-Bremsflüssigkeit ausgestattet sind. Für eine schnellere Reaktion der ABS- und ESP-Systeme gibt es DOT 4- und DOT 5.1-Bremsflüssigkeiten mit niedriger Viskosität, die die maximale Viskosität von 750 mm²/s bei -40 °C°F gemäß ISO 4925 Klasse 6 erfüllen. Diese werden oft als DOT 4+ oder Super DOT 4 und DOT 5.1 ESP bezeichnet. ⓘ

Siedepunkt

Bremsflüssigkeit ist sehr hohen Temperaturen ausgesetzt, insbesondere in den Radzylindern von Trommelbremsen und Scheibenbremssätteln. Sie muss einen hohen Siedepunkt haben, damit sie nicht in den Leitungen verdampft. Dieses Verdampfen stellt ein Problem dar, da Dampf im Vergleich zu Flüssigkeit stark komprimierbar ist und daher die hydraulische Übertragung der Bremskraft aufhebt - die Bremsen können das Fahrzeug also nicht anhalten. ⓘ

Die Qualitätsnormen beziehen sich auf den "trockenen" und den "nassen" Siedepunkt einer Bremsflüssigkeit. Der Nasssiedepunkt, der in der Regel viel niedriger ist (obwohl er über den meisten normalen Betriebstemperaturen liegt), bezieht sich auf den Siedepunkt der Flüssigkeit, nachdem sie eine bestimmte Menge an Feuchtigkeit aufgenommen hat. Dieser liegt im einstelligen Prozentbereich und variiert von Rezeptur zu Rezeptur. Glykol-Ether-Bremsflüssigkeiten (DOT 3, 4 und 5.1) sind hygroskopisch (wasserabsorbierend), d. h. sie nehmen bei normaler Luftfeuchtigkeit Feuchtigkeit aus der Atmosphäre auf. Nicht hygroskopische Flüssigkeiten (z. B. auf Silikon/DOT 5 und Mineralöl basierende Formulierungen) sind hydrophob und können einen akzeptablen Siedepunkt über die gesamte Lebensdauer der Flüssigkeit beibehalten. ⓘ

Flüssigkeiten auf Silikonbasis sind komprimierbarer als Flüssigkeiten auf Glykolbasis, was dazu führt, dass sich die Bremsen schwammig anfühlen. Im Laufe der Zeit kann es zu Phasentrennung/Wasseransammlungen und Gefrieren/Sieden im System kommen - der Hauptgrund, warum einphasige hygroskopische Flüssigkeiten verwendet werden. ⓘ

Eigenschaften der gängigen Bremsflüssigkeiten ⓘ
	Trockener Siedepunkt	Nasssiedepunkt	Viskosität bei -40 °C°F	Viskosität bei 100 °C (212 °F)	Hauptbestandteil
DOT 2	190 °C (374 °F)	140 °C (284 °F)	?	?	Rizinusöl/Alkohol
DOT 3	205 °C (401 °F)	140 °C (284 °F)	≤ 1500 mm²/s	≥ 1,5 mm²/s	Glykolether
DOT 4	230 °C (446 °F)	155 °C (311 °F)	≤ 1800 mm²/s	≥ 1,5 mm²/s	Glykolether/Borat-Ester
DOT 4+	230 °C (446 °F)	155 °C (311 °F)	≤ 750 mm²/s	≥ 1,5 mm²/s	Glykolether/Borat-Ester
LHM+	249 °C (480 °F)	249 °C (480 °F)	≤ 1200 mm²/s	≥ 6,5 mm²/s	Mineralöl
DOT 5	260 °C (500 °F)	180 °C (356 °F)	≤ 900 mm²/s	≥ 1,5 mm²/s	Silikon
DOT 5.1	260 °C (500 °F)	180 °C (356 °F)	≤ 900 mm²/s	≥ 1,5 mm²/s	Glykolether/Borat-Ester
DOT 5.1 ESP	260 °C (500 °F)	180 °C (356 °F)	≤ 750 mm²/s	≥ 1,5 mm²/s	Glykolether/Borat-Ester
ISO 4925 Klasse 3	205 °C (401 °F)	140 °C (284 °F)	≤ 1500 mm²/s	≥ 1,5 mm²/s
ISO 4925 Klasse 4	230 °C (446 °F)	155 °C (311 °F)	≤ 1500 mm²/s	≥ 1,5 mm²/s
ISO 4925 Klasse 5-1	260 °C (500 °F)	180 °C (356 °F)	≤ 900 mm²/s	≥ 1,5 mm²/s
ISO 4925 Klasse 6	250 °C (482 °F)	165 °C (329 °F)	≤ 750 mm²/s	≥ 1,5 mm²/s
ISO 4925 Klasse 7	260 °C (500 °F)	180 °C (356 °F)	≤ 750 mm²/s	≥ 1,5 mm²/s

Korrosion

Bremsflüssigkeiten dürfen die in Bauteilen wie Bremssätteln, Radzylindern, Hauptzylindern und ABS-Steuerventilen verwendeten Metalle nicht angreifen. Sie müssen auch vor Korrosion schützen, wenn Feuchtigkeit in das System eindringt. Um dies zu erreichen, werden der Basisflüssigkeit Additive (Korrosionsschutzmittel) zugesetzt. Silikon ist im Gegensatz zu DOT-Flüssigkeiten auf Glykoletherbasis weniger korrosiv für den Lack. ⓘ

Der Vorteil der Citroën LHM-Bremsflüssigkeit auf Mineralölbasis ist das Fehlen von Korrosion. Die Dichtungen können bei hoher Kilometerleistung verschleißen, aber ansonsten haben diese Systeme eine außergewöhnliche Langlebigkeit. Aufgrund der Unverträglichkeit mit dem Gummi kann sie nicht als Ersatz verwendet werden, ohne die Dichtungen auszutauschen. ⓘ

Komprimierbarkeit

Bremsflüssigkeiten müssen eine niedrige Kompressibilität beibehalten, auch bei unterschiedlichen Temperaturen, um den verschiedenen Umweltbedingungen gerecht zu werden. Dies ist wichtig, um ein gleichmäßiges Gefühl für das Bremspedal zu gewährleisten. Mit zunehmender Komprimierbarkeit ist ein größerer Bremspedalweg für die gleiche Kolbenkraft des Bremssattels erforderlich. ⓘ

Wartung und Instandhaltung

Glykol-Ether-Bremsflüssigkeiten (DOT 3, 4 und 5.1) sind hygroskopisch (wasserabsorbierend), d. h. sie nehmen bei normaler Luftfeuchtigkeit Feuchtigkeit aus der Atmosphäre auf. Nicht hygroskopische Flüssigkeiten (z. B. Silikon/DOT 5 und mineralölbasierte Formulierungen) sind hydrophob und können einen akzeptablen Siedepunkt über die gesamte Lebensdauer der Flüssigkeit beibehalten. Idealerweise sollte Silikonflüssigkeit nur zum Befüllen von Nicht-ABS-Systemen verwendet werden, die zuvor nicht mit Flüssigkeit auf Glykolbasis befüllt wurden. Jedes System, in dem eine Flüssigkeit auf Glykolbasis (DOT 3/4/5.1) verwendet wurde, enthält Feuchtigkeit; Glykolflüssigkeit verteilt die Feuchtigkeit im gesamten System und enthält Korrosionsschutzmittel. Silikonflüssigkeit lässt keine Feuchtigkeit in das System eindringen, zerstreut aber auch keine bereits vorhandene. Bei einem System, das von Grund auf mit Silikonflüssigkeit gefüllt ist, muss die Flüssigkeit nicht in regelmäßigen Abständen gewechselt werden, sondern nur dann, wenn das System für eine Reparatur oder Erneuerung von Komponenten gestört wurde. Die Streitkräfte der Vereinigten Staaten verwenden seit den 1990er Jahren standardmäßig Silikonbremsflüssigkeit. Silikonbremsflüssigkeit wird in kalten Klimazonen, insbesondere in Russland und Finnland, in großem Umfang verwendet. ⓘ

Bremsflüssigkeiten mit unterschiedlichen DOT-Einstufungen können nicht immer gemischt werden. DOT 5 sollte nicht mit anderen gemischt werden, da die Vermischung von Glykol mit Silikonflüssigkeit aufgrund von eingeschlossener Feuchtigkeit zu Korrosion führen kann. DOT 2 sollte nicht mit anderen Flüssigkeiten gemischt werden. DOT 3, DOT 4 und DOT 5.1 basieren alle auf Glykolestern und können gemischt werden, obwohl es vorzuziehen ist, vorhandene Flüssigkeiten vollständig durch neue zu ersetzen, um die angegebene Leistung zu erzielen. ⓘ

Bremsflüssigkeit ist giftig und kann lackierte Oberflächen beschädigen. ⓘ

Bestandteile

Auf Rizinusölbasis (vor DOT, DOT 2)

Rizinusöl
Alkohol, normalerweise Butanol (rote/karminrote Flüssigkeit) oder Ethanol (gelbe Flüssigkeit) (Methanol) ⓘ

Auf Glykolbasis (DOT 3, 4, 5.1)

Alkylester
Aliphatisches Amin
Diethylenglykol
Diethylenglykol-Monoethylether
Diethylenglykolmonomethylether
Dimethyl-Dipropylenglykol
Polyethylenglykolmonobutylether
Polyethylenglykolmonomethylether
Polyethylenoxid
Triethylenglykolmonobutylether
Triethylenglykol-Monoethylether
Triethylenglykolmonomethylether ⓘ

Auf Silikonbasis (DOT 5)

Di-2-ethylhexylsebacat
Dimethylpolysiloxan
Tributylphosphat ⓘ

Schadensbilder durch Wasseraufnahme

Bremsflüssigkeitsbehälter (oben) und Hauptbremszylinder (unten) in einem Škoda Fabia I ⓘ

Bremsflüssigkeit ist hygroskopisch, das heißt, sie nimmt Wasser auf – beispielsweise aus der Luft (Luftfeuchtigkeit). Die Mischbarkeit mit Wasser ist erwünscht, um eine Tropfenbildung zu verhindern. Wassertropfen würden zu örtlicher Korrosion führen, könnten in gefrorenem Zustand die Bremsleitung blockieren oder sich im Bremszylinder sammeln und bei heißer Bremse verdampfen. Große Dampfblasen können einen sofortigen Ausfall der Bremsanlage zur Folge haben, da sie kompressibel sind. ⓘ

Wird im hydraulischen System Mineralöl anstelle von Bremsflüssigkeit verwendet, muss konstruktiv dafür gesorgt werden, dass entweder kein Wasser in den Bremskreislauf eintreten kann oder dass sich das Wasser an Stellen sammelt, die sich nicht über 100 °C erhitzen. ⓘ

Bremsversagen

Der Siedepunkt der Bremsflüssigkeit muss stets ausreichend hoch sein, um Blasenbildung bei Erhitzung zu vermeiden. Aufgenommenes Wasser senkt den Siedepunkt der Bremsflüssigkeit. ⓘ

Ein Wasseranteil von über 3 % kann bei starker Erhitzung der Bremsflüssigkeit zum Ausfall der Bremsanlage führen. Wenn der Siedepunkt erreicht ist und das Bremspedal kurz losgelassen wird, bilden sich Dampfblasen, welche die Bremsflüssigkeit aus den Leitungen zurück in den Ausgleichsbehälter drücken. Beim nächsten Betätigen des Pedals wird dann zuerst die Dampfblase im System komprimiert, ohne Bremsdruck und damit Bremswirkung zu erzeugen, was sich in einem „Durchfallen“ des Bremspedals äußert (das Bremspedal kann schlimmstenfalls bis zum Bodenblech durchgetreten werden). ⓘ

Durch wiederholtes und schnelles Nachtreten des Pedals kann die Bremswirkung zumindest teilweise wiederhergestellt werden. Ein Tandem-Hauptbremszylinder, der in sehr vielen handelsüblichen Fahrzeugen verbaut wird, ist konstruktiv so gestaltet, dass durch die Nachlaufbohrung eine Umströmung der Manschette ermöglicht wird und somit die Bremsflüssigkeit aus dem Ausgleichsbehälter nachgepumpt werden kann. Infolgedessen wird der Expansionsraum der Dampfblasen wieder verringert und die notwendige Bremskraft zur Verzögerung kann sukzessive wieder aufgebaut werden. ⓘ

Korrosion

In der Bremsflüssigkeit gelöstes Wasser fördert die Korrosion innerhalb der Bremsanlage. Durch Lochfraß wird je nach Aufbau des Bremssystems meist die Oberfläche des Bremskolbens beschädigt, so dass die Dichtmanschetten in den Radbremszylindern nicht mehr 100 % abdichten können. Gleiches gilt für die Nut im Radbremszylinder, in der die Dichtmanschette sitzt. Austretende Bremsflüssigkeit kann so auf die Bremsbeläge gelangen und einen Verlust der Bremswirkung verursachen. Im Endstadium klemmen die betroffenen Bremskolben in den Zylindern und die Bremse geht fest. Im Tandem-Hauptbremszylinder ist das umgekehrt: Hier sitzen die Manschetten auf den Kolben und laufen auf den Zylinderoberflächen. Korrodieren diese, tritt Bremsflüssigkeit aus und kann über den Bremsenservo nach unten laufen, nach einiger Zeit sichtbar an einer Rostspur, da Bremsflüssigkeit auf Glycolbasis dessen Beschichtung beschädigt und das Material angreift. ⓘ

Bremsflüssigkeiten werden den Normen entsprechend Korrosionsschutzmittel zugesetzt, die jedoch bei einem Wasseranteil von über 3 % in der Wirkung nachlassen. ⓘ

Wartung

Die Siedetemperatur von Bremsflüssigkeiten kann in Werkstätten gemessen werden. Da der Wasseranteil aufgrund der Hygroskopie mit der Zeit steigt, sehen viele Wartungspläne aus Sicherheitsgründen alle zwei Jahre den kompletten Austausch der Bremsflüssigkeit vor, unabhängig von der Benutzung des Fahrzeugs und dem tatsächlichen Wasseranteil. ⓘ

Unproblematisch ist Bremsflüssigkeit nach DOT 5 auf Silikonbasis. Diese ist besonders für Oldtimer von Vorteil, die nicht dauernd bewegt werden und im Winter längere Standzeiten haben. Korrosion kann aufgrund der stark hydrophoben (wasserabstoßenden) Beschaffenheit von Silikon innerhalb des Bremssystems praktisch nicht mehr auftreten. Auch eine Herabsetzung des Siedepunktes durch Wasseraufnahme findet nicht mehr statt, so dass mit DOT 5 befüllte Bremsanlagen weniger Wartung benötigen. ⓘ

Spezielle Bremsflüssigkeiten im Motorsport

Für den Einsatzbereich im Motorrennsport bieten einige Hersteller Flüssigkeiten mit einem Siedepunkt über 300 °C an. Diese sind jedoch nicht für den öffentlichen Straßenverkehr vorgesehen, da sie stark hygroskopisch sind und die Flüssigkeiten oft nach jedem Renneinsatz getauscht werden müssen. ⓘ

Sicherheitshinweise

Bremsflüssigkeit ist gesundheitsschädlich und reizt Haut und Augen. Die Packung trägt meist eine Kennzeichnung mit den H-Sätzen H302 und H319. Beim Umgang mit ihr sind Schutzhandschuhe und Schutzbrille zu tragen. Weiterhin kann Bremsflüssigkeit verschiedene Materialien angreifen, und deshalb sollten Flecken auf Lack, Stoßstange, Kunststoffteilen und Reifen sofort mit reichlich Wasser entfernt werden. Verbrauchte Bremsflüssigkeit gehört in den Sondermüll. ⓘ