น้ำมันเบรก เป็น ของเหลวไฮดรอลิกชนิดหนึ่งที่ใช้ใน ระบบ เบรกไฮดรอลิกและคลัตช์ไฮดรอลิกในรถยนต์รถจักรยานยนต์รถบรรทุกขนาดเล็กและจักรยาน บางประเภท ทำหน้าที่แปลงแรงเป็นความดันและเพิ่มแรงเบรก หลักการทำงานคือของเหลวไม่สามารถบีอัดได้ มากนัก

น้ำมันเบรกส่วนใหญ่ที่ใช้ในปัจจุบันเป็น แบบ ไกลคอลอีเทอร์แต่ก็มีน้ำมันแร่ ( Citroën / Rolls-Royce liquide hydraulique minéral ( LHM )) และ น้ำมัน ซิลิโคน (DOT 5) ให้เลือกใช้เช่นกัน^{[ 1 ]}

จุดเริ่มต้นของระบบเบรกสมัยใหม่ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2460 เมื่อMalcolm Lockheedจดสิทธิบัตรระบบเบรกแบบไฮดรอลิก^{[ 2 ] [ 3 ]}ในตอนแรก น้ำมันพืชถูกใช้เป็นของเหลวทำงาน แต่ไม่ตรงตามข้อกำหนดขั้นพื้นฐานที่สุด และในกระบวนการวิวัฒนาการ ได้มีการสร้างของเหลวเบรกชนิดพิเศษขึ้น ซึ่งประกอบด้วยฐานและสารเติมแต่งหลายชนิด (สารเพิ่มความข้น สารป้องกันการกัดกร่อน สารแต่งสี)

น้ำมันเบรกส่วนใหญ่ผลิตขึ้นเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนดโดยองค์กรระหว่างประเทศ ระดับชาติ หรือระดับท้องถิ่น หรือหน่วยงานของรัฐ

องค์การมาตรฐานสากลได้เผยแพร่มาตรฐาน ISO 4925 ซึ่งกำหนดคลาส 3, 4 และ 5 รวมถึงคลาส 5.1 คลาส 6 ^{[ 4 ]}และคลาส 7 ^{[ 5 ] [ 6 ]}ซึ่งสะท้อนถึงประสิทธิภาพที่สูงขึ้นเรื่อยๆ สำหรับน้ำมันเบรก

สมาคมวิศวกรยานยนต์แห่งสหรัฐอเมริกา (SAE) ได้เผยแพร่มาตรฐาน J1703, J1704 และ J1705 ซึ่งสะท้อนถึงประสิทธิภาพที่สูงขึ้นเรื่อยๆ สำหรับน้ำมันเบรก มาตรฐานเหล่านี้มีมาตรฐานที่เทียบเคียงได้ในมาตรฐานสากล ISO 4925

มาตรฐานความปลอดภัยยานยนต์ของรัฐบาลกลาง (FMVSS) ภายใต้มาตรฐาน FMVSS หมายเลข 116 ^{[ 7 ]}กำหนดเกรด DOT 3, DOT 4, DOT 5 และ DOT 5.1 โดยที่ DOT หมายถึงกระทรวงคมนาคมของสหรัฐอเมริกามาตรฐานเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศอื่นๆ การจำแนกประเภทของมาตรฐานเหล่านี้โดยทั่วไปสะท้อนถึงข้อกำหนดของ SAE โดย DOT 3 เทียบเท่ากับ SAE J1703 และ ISO คลาส 3, DOT 4 เทียบเท่ากับ SAE J1704 และ ISO คลาส 4 เป็นต้น^{[ 8 ]}

ของเหลวที่ตรงตามข้อกำหนด DOT ทั้งหมดต้องไม่มีสีหรือเป็นสีเหลืองอำพัน ยกเว้นซิลิโคน DOT 5 ซึ่งต้องเป็นสีม่วง มาตรฐาน FMVSS หมายเลข 116 มีขอบเขตจำกัดเฉพาะของเหลว 'สำหรับใช้งาน' น้ำมันเบรก 'ที่ใช้งานอยู่' หรือไม่ได้ระบุว่าตรงตามข้อกำหนด DOT สามารถพบได้ในทุกสี^{[ 7 ]}

ในขณะที่รถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบรก DOT 3 อาจใช้ DOT 4 หรือ 5.1 (ซึ่งมีอุณหภูมิสูงกว่า) ได้ หากวัสดุอีลาสโตเมอร์ในระบบยอมรับสารประกอบบอเรตที่ช่วยเพิ่มจุดเดือด แต่รถยนต์ที่ต้องการใช้น้ำมันเบรก DOT 4 อาจทำให้น้ำมันเบรกเดือดได้หากใช้น้ำมันเบรก DOT 3 (ซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่า) นอกจากนี้ น้ำมันเบรกที่ใช้ โพลีไกลคอลอีเทอร์เป็นส่วนประกอบหลักเหล่านี้ไม่สามารถผสมกับ DOT 5.0 ซึ่งมีส่วนประกอบหลักเป็นซิลิโคนได้

น้ำมันเบรก DOT 5 เป็นน้ำมันเบรกชนิดซิลิโคน และแตกต่างจาก DOT 2, 3, 4, 5.1 ไม่สามารถผสมกับน้ำหรือน้ำมันเบรกชนิดอื่นได้ และห้ามนำไปผสมกัน การเปลี่ยนน้ำมันเบรกควรทำหลังจากเปลี่ยนระบบเบรกทั้งหมดแล้วเท่านั้น เช่น การซ่อมแซมครั้งใหญ่

ประกอบด้วยไดออร์กาโนโพลีไซล็อกเซนอย่างน้อย 70% โดยน้ำหนัก^{[ 9 ]}ต่างจากของเหลวที่ใช้โพลีเอทิลีนไกลคอล DOT 5 มี คุณสมบัติ ไม่ชอบน้ำ [ ^{10 ] ข้อดี}เหนือกว่าน้ำมันเบรกชนิดอื่นคือซิลิโคนมีดัชนีความหนืดที่เสถียรกว่าในช่วงอุณหภูมิที่กว้างกว่า อีกคุณสมบัติหนึ่งคือไม่ทำให้สีรถเสียหาย^{[ 11 ]}

น้ำมันเบรก DOT 5 ไม่เข้ากันกับระบบเบรกป้องกันล้อล็อกน้ำมันเบรก DOT 5 อาจเกิดฟองอากาศเมื่อระบบเบรกป้องกันล้อล็อกทำงาน น้ำมันเบรก DOT 5 ดูดซับอากาศได้เล็กน้อย จึงต้องใช้ความระมัดระวังเมื่อไล่อากาศออกจากระบบ^{[ 12 ]}

การขาดการยอมรับในของเหลวที่มีซิลิโคนเป็นส่วนประกอบ นำไปสู่การพัฒนา DOT 5.1 ซึ่งเป็นของเหลวที่ให้ประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมเช่นเดียวกับซิลิโคน ในขณะที่ยังคงความคุ้นเคยและความเข้ากันได้กับของเหลวประเภทไกลคอลอีเทอร์ DOT 5.1 เป็นรุ่นที่ไม่มีซิลิโคนของ DOT 5 ซึ่งกำหนดโดย FMVSS 116 ว่ามีซิลิโคนไม่เกิน 70% หากมีปริมาณซิลิโคนสูงกว่านั้น จะจัดเป็น DOT 5

น้ำมันเบรกต้องมีคุณสมบัติและมาตรฐานคุณภาพบางประการเพื่อให้ระบบเบรกทำงานได้อย่างถูกต้อง

เพื่อให้ระบบเบรกทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือและสม่ำเสมอ น้ำมันเบรกต้องรักษาความหนืดให้คงที่ในช่วงอุณหภูมิที่หลากหลาย รวมถึงอุณหภูมิที่ต่ำมาก ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในระบบที่มีระบบเบรกป้องกันล้อล็อก (ABS) ระบบควบคุมการยึดเกาะถนนและระบบควบคุมเสถียรภาพ (ESP) เนื่องจากระบบเหล่านี้มักใช้ไมโครวาล์วและต้องการการทำงานที่รวดเร็วมาก^{[ 13 ]}น้ำมันเบรก DOT 5.1 ถูกกำหนดให้มีความหนืดต่ำในช่วงอุณหภูมิที่หลากหลาย แม้ว่ารถยนต์ที่ติดตั้ง ABS หรือ ESP จะไม่ได้ระบุให้ใช้น้ำมันเบรก DOT 5.1 ก็ตาม^{[ 14 ]} เพื่อให้ระบบ ABS และ ESP ตอบสนองได้เร็วขึ้น น้ำมันเบรก DOT 4 และ DOT 5.1 จึงมีความหนืดต่ำที่ตรงตามข้อกำหนดความหนืดสูงสุด 750 มม . ^² /วินาที ที่ −40 °C (−40 °F) ของ ISO 4925 คลาส 6 ^{[ 4 ]}โดยทั่วไปมักเรียกกันว่า DOT 4+ หรือ Super DOT 4 และ DOT 5.1 ESP

น้ำมันเบรกต้องเผชิญกับอุณหภูมิสูงมาก โดยเฉพาะในกระบอก เบรก ของดรัมเบรกและ คาลิเปอร์ เบรกดิสก์ต้องมีจุดเดือดสูงเพื่อหลีกเลี่ยงการระเหยในท่อ การระเหยนี้ก่อให้เกิดปัญหาเพราะไอสามารถบีอัดได้สูงกว่าของเหลวมาก จึงทำให้การถ่ายโอนแรงเบรกทางไฮดรอลิกเป็นโมฆะ ส่งผลให้เบรกไม่สามารถหยุดรถได้^{[ 15 ]}

มาตรฐานคุณภาพอ้างอิงถึงจุดเดือด "แห้ง" และ "เปียก" ของน้ำมันเบรก จุดเดือดเปียก ซึ่งโดยปกติจะต่ำกว่ามาก (แม้ว่าจะสูงกว่าอุณหภูมิการใช้งานปกติส่วนใหญ่) หมายถึงจุดเดือดของน้ำมันหลังจากดูดซับความชื้นในปริมาณหนึ่ง ซึ่งอาจเป็นเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ (หลักเดียว) แตกต่างกันไปตามสูตร น้ำมันเบรกชนิดไกลคอลอีเทอร์ (DOT 3, 4 และ 5.1) มีคุณสมบัติในการดูดซับ น้ำ ( hygroscopic ) ซึ่งหมายความว่ามันจะดูดซับความชื้นจากบรรยากาศภายใต้ระดับความชื้นปกติ ส่วนน้ำมันเบรกที่ไม่ดูดซับน้ำ (เช่นซิลิโคน /DOT 5 และสูตรที่ใช้น้ำมันแร่เป็นส่วนประกอบ) จะมี คุณสมบัติไม่ดูดซับน้ำ (hydrophobic ) และสามารถรักษาจุดเดือดที่ยอมรับได้ตลอดอายุการใช้งานของน้ำมัน

ของเหลวซิลิโคนสามารถบีบอัดได้มากกว่าของเหลวไกลคอล ทำให้เบรกมีลักษณะนุ่มนิ่ม^{[ 15 ]}อาจเกิดการแยกเฟส/การสะสมของน้ำ และการแข็งตัว/เดือดในระบบเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งเป็นเหตุผลหลักที่ใช้ของเหลวดูดความชื้นเฟสเดียว

น้ำมันเบรกต้องไม่กัดกร่อนโลหะที่ใช้ภายในส่วนประกอบต่างๆ เช่น คาลิเปอร์ กระบอกล้อ กระบอกหลัก และวาล์วควบคุม ABS นอกจากนี้ยังต้องป้องกันการกัดกร่อนเมื่อความชื้นเข้าสู่ระบบ มีการเติมสารเติมแต่ง (สารยับยั้งการกัดกร่อน) ลงในน้ำมันพื้นฐานเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ ซิลิโคนมีฤทธิ์กัดกร่อนสีรถน้อยกว่าน้ำมัน DOT ที่ใช้ไกลคอลอีเทอร์เป็นส่วนประกอบ^{[ 15 ]}

ข้อดีของน้ำมันเบรก Citroën LHM ที่ใช้ฐานน้ำมันแร่คือไม่มีการกัดกร่อน ซีลอาจสึกหรอเมื่อใช้งานไประยะทางไกล แต่โดยทั่วไปแล้วระบบเหล่านี้มีอายุการใช้งานที่ยาวนานเป็นพิเศษ ไม่สามารถใช้แทนกันได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนซีลเนื่องจากไม่เข้ากันกับยาง^{[ 18 ]}

น้ำมันเบรกต้องคงระดับการอัดตัวต่ำไว้ แม้ในอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง เพื่อให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมต่างๆ นี่เป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้มั่นใจได้ว่าแป้นเบรกให้ความรู้สึกที่สม่ำเสมอ เมื่อการอัดตัวเพิ่มขึ้น จะต้องเหยียบแป้นเบรกมากขึ้นเพื่อให้ได้แรงดันลูกสูบคาลิเปอร์เบรกเท่าเดิม

เมื่อคนขับเหยียบแป้นเบรก แรงดันจะถูกส่งไปยังกระบอกสูบหลักของเบรก^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}ลูกสูบของกระบอกสูบเบรกจะสร้างแรงดันให้กับระบบท่อไฮดรอลิก ซึ่งแต่ละท่อจะนำไปสู่ล้อที่แตกต่างกัน น้ำมันเบรกในท่อจะสร้างแรงดันให้กับกระบอกสูบรองของเบรก ซึ่งอยู่บนล้อแต่ละล้อ^{[ 22 ] [ 23 ]}ลูกสูบของกระบอกสูบรองจะกดผ้าเบรกลง ผ้าเบรกจะประกบและบีบอัดจานเบรก ทำให้การหมุนของล้อช้าลง

นอกจากการส่งแรงดันแล้ว น้ำมันเบรกยังช่วยให้ระบบเบรกทำงานได้อย่างเหมาะสมอีกด้วย ช่วยควบคุมอุณหภูมิ ทำให้มั่นใจได้ว่าส่วนประกอบต่างๆ ทนต่อความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการเบรก การบำรุงรักษาระดับน้ำมันเบรกอย่างเหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากระดับน้ำมันเบรกต่ำหรือน้ำมันเบรกปนเปื้อนอาจทำให้ประสิทธิภาพการเบรกลดลง และในกรณีร้ายแรงอาจทำให้เบรกเสียหายได้^{[ 24 ]}

น้ำมันเบรกส่วนใหญ่ใช้ในระบบเบรก แต่ยังใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับคลัตช์ที่ควบคุมด้วยระบบไฮดรอลิกด้วย^{[ 25 ]}

ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ของเหลวจะอยู่ภายใต้แรงดันที่แตกต่างกัน: ในกรณีของรถจักรยานยนต์ แรงดันสูงสุดจะอยู่ในช่วง 8 ถึง 15 บาร์ (120 ถึง 220 psi) ในขณะที่ในรถฟอร์มูล่าวัน แรงดันจะเกิน 75 บาร์ (1,100 psi) ^{[ 26 ]}

น้ำมันเบรกชนิดไกลคอลอีเทอร์ (DOT 3, 4 และ 5.1) มีคุณสมบัติในการดูดซับความชื้น ซึ่งหมายความว่ามันจะดูดซับความชื้นจากบรรยากาศภายใต้ระดับความชื้นปกติ ส่วนน้ำมันเบรกชนิดที่ไม่ดูดซับความชื้น (เช่น ซิลิโคน/DOT 5 และสูตรที่ใช้ฐานน้ำมันแร่) นั้นมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ และสามารถรักษาระดับจุดเดือดที่ยอมรับได้ตลอดอายุการใช้งาน โดยทั่วไปแล้ว ควรใช้น้ำมันซิลิโคนเฉพาะกับระบบเบรกที่ไม่ใช่ ABS ที่ไม่เคยเติมน้ำมันเบรกชนิดไกลคอลมาก่อน ระบบใดก็ตามที่เคยใช้น้ำมันเบรกชนิดไกลคอล (DOT 3/4/5.1) จะมีความชื้นอยู่ น้ำมันไกลคอลจะช่วยกระจายความชื้นไปทั่วระบบและมีสารยับยั้งการกัดกร่อน น้ำมันซิลิโคนจะไม่ยอมให้ความชื้นเข้าไปในระบบ แต่ก็ไม่กระจายความชื้นที่มีอยู่แล้วเช่นกัน ระบบที่เติมน้ำมันซิลิโคนจากสภาพแห้งสนิทไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนน้ำมันเบรกเป็นระยะๆ ควรเปลี่ยนเฉพาะเมื่อมีการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนชิ้นส่วนในระบบเท่านั้น กองทัพสหรัฐฯ ได้กำหนดให้ใช้ของเหลวเบรกซิลิโคนเป็นมาตรฐานมาตั้งแต่ทศวรรษ 1990 ของเหลวซิลิโคนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสภาพอากาศหนาวเย็น โดยเฉพาะในรัสเซียและฟินแลนด์

น้ำมันเบรกที่มีค่า DOT ต่างกันนั้นไม่สามารถผสมกันได้เสมอไป น้ำมันเบรก DOT 5 ไม่ควรผสมกับน้ำมันเบรกชนิดอื่น ๆ เพราะการผสมไกลคอลกับน้ำมันเบรกซิลิโคนอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนเนื่องจากความชื้นที่ติดอยู่ภายใน น้ำมันเบรก DOT 2 ก็ไม่ควรผสมกับน้ำมันเบรกชนิดอื่น ๆ เช่นกัน ส่วนน้ำมันเบรก DOT 3, DOT 4 และ DOT 5.1 นั้นมีส่วนประกอบหลักเป็นเอสเทอร์ของไกลคอล จึงสามารถผสมกันได้ แต่ควรเปลี่ยนน้ำมันเบรกเดิมทั้งหมดด้วยน้ำมันเบรกใหม่เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพตามที่กำหนด

น้ำมันเบรกเป็นพิษ^{[ 27 ]}และสามารถทำลายพื้นผิวที่ทาสีได้^{[ 28 ]}

• น้ำมันละหุ่ง
• แอลกอฮอล์โดยทั่วไปคือบิวทานอล (ของเหลวสีแดง/สีม่วงแดง) หรือเอทานอล (ของเหลวสีเหลือง) (เมทานอล)

• อัลคิลเอสเทอร์
• อะลิฟาติกเอมีน
• ไดเอทิลีนไกลคอล
• ไดเอทิลีนไกลคอลโมโนเอทิลอีเทอร์
• ไดเอทิลีนไกลคอลโมโนเมทิลอีเทอร์
• ไดเมทิลไดโพรพีลีนไกลคอล
• โพลีเอทิลีนไกลคอลโมโนบิวทิลอีเทอร์
• โพลีเอทิลีนไกลคอลโมโนเมทิลอีเทอร์
• โพลีเอทิลีนออกไซด์
• ไตรเอทิลีนไกลคอลโมโนบิวทิลอีเทอร์
• ไตรเอทิลีนไกลคอลโมโนเอทิลอีเทอร์
• ไตรเอทิลีนไกลคอลโมโนเมทิลอีเทอร์

• ได-2-เอทิลเฮกซิลเซบาเคต
• ไดเมทิลโพลีไซลอกเซน
• ไตรบิวทิลฟอสเฟต

• เซ็นเซอร์แรงดันน้ำมันเบรก
• ระบบกันสะเทือนแบบไฮโดรนิวแมติก
• กฎของปาสคาล

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับน้ำมันเบรก

• สภาดูแลรักษารถยนต์
• วิธีการทำงานของระบบต่างๆ: น้ำมันเบรกมีกี่ประเภท?
• StopTech: น้ำมันเบรก 1A เก็บถาวรเมื่อ 2011-10-11 ที่Wayback Machine