Τα αιωρούµενα σωµατίδια που συσσωρεύονται στα φρένα ενός αυτοκινήτου αποτελούν πρόβληµα, ειδικά όσον αφορά τη συµµόρφωση µε τα όρια του προτύπου Euro 7.
Το Euro 7 δεν ρυθµίζει µόνο τις εκποµπές καυσαερίων αλλά και τις εκποµπές σωµατιδίων που παράγονται κατά το φρενάρισµα. Σήµερα, περίπου 80-85% των εκποµπών σωµατιδίων στα αυτοκίνητα προέρχονται από τη φθορά των ελαστικών και των φρένων, την αποσάθρωση του οδοστρώµατος και τη σκόνη που ανασηκώνεται.
Εποµένως, η νέα οδηγία Euro 7 έρχεται να θεσπίσει όρια για τις εκποµπές σωµατιδίων κατά το φρενάρισµα, παράλληλα µε τις εκποµπές καυσαερίων και τη φθορά των ελαστικών. Η πρόκληση είναι η δηµιουργία µιας αξιόπιστης µεθόδου µέτρησης που θα επιτρέπει τη σύγκριση διαφορετικών οχηµάτων υπό συγκρίσιµες συνθήκες σε δυναµόµετρα.
Η ανάπτυξη νέων τακακιών τριβής και ειδικά επικαλυµµένων δισκόφρενων µειώνει τις εκποµπές σωµατιδίων, διασφαλίζοντας συµµόρφωση µε το Euro 7.
Το πρότυπο Euro 7 θα τεθεί σε ισχύ στις 29 Νοεµβρίου 2026 για τα νέα επιβατικά οχήµατα που λαµβάνουν έγκριση τύπου και στις 29 Νοεµβρίου 2027 για όλα τα νέα οχήµατα που ταξινοµούνται (κατηγορία M1).
Euro 7: Όρια εκποµπών σωµατιδίων κατά το φρενάρισµα
Η δημοσίευση του κανονισμού Euro 7 στην Επίσημη Εφημερίδα της Ευρωπαϊκής Ένωσης (2024/1257) περιλαμβάνει συγκεκριμένα όρια εκπομπών σωματιδιακής μάζας.
- Οχήματα με κινητήρες εσωτερικής καύσης, υβριδικά και κυψελών καυσίμου: Όριο 7 mg/km.
- Αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα: Όριο 3 mg/km, λόγω της ανάκτησης ενέργειας
- κατά το φρενάρισμα (recuperation), που μειώνει τη φθορά των φρένων.
- Από το 2035, το όριο των 3 mg/km θα ισχύει για όλες τις κατηγορίες οχημάτων, σύμφωνα με τις προβλέψεις του Euro 7.
Οι νέες τεχνολογίες στα φρένα, όπως οι προηγμένες επικαλύψεις δισκόφρενων και τα καινοτόμα τακάκια, παίζουν καθοριστικό ρόλο στη μείωση των εκπομπών σωματιδίων, επιτρέποντας στα οχήματα να συμμορφώνονται με τους αυστηρότερους περιβαλλοντικούς κανονισμούς.
Πώς ελέγχεται η ποσότητα των εκπεµπόµενων σωµατιδίων;
Για να προσδιοριστεί η ποσότητα των σωματιδίων που εκπέμπουν τα φρένα, οι ειδικοί της ομάδας εργασίας “Particle Measurement Programmes”της UNECE έχουν υιοθετήσει τον Παγκόσμιο Τεχνικό Κανονισμό ΟΗΕ αριθμός 24 (GTR 24). Η εφαρμογή του πραγματοποιείται τόσο σε ανεξάρτητα κέντρα δοκιμών όσο και στη βιομηχανία.
Για τις μετρήσεις χρησιμοποιείται ειδικό δυναμόμετρο πέδησης, το οποίο προσομοιώνει τις πραγματικές συνθήκες οδήγησης, επιτρέποντας τον έλεγχο παραμέτρων όπως η ταχύτητα, η δύναμη πέδησης και η θερμοκρασία. Οι δοκιμές εκτελούνται ακολουθώντας έναν ορισμένο κύκλο δοκιμών, γνωστό ως “Worldwide Harmonised Light Vehicles Test Procedure Brake Cycle” (WLTP Brake Cycle). Αυτός περιλαμβάνει διάφορες διαδικασίες πέδησης που αναπαριστούν τυπικές οδηγικές καταστάσεις.
Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, η οποία διεξάγεται υπό ελεγχόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες, καταγράφεται η ποσότητα των εκπεμπόμενων σωματιδίων. Μετρώνται τόσο η σωματιδιακή μάζα (PM) όσο και ο αριθμός των σωματιδίων.
Τα αιωρούμενα σωματίδια (PM – Particulate Matter) ορίζονται ως τα σωματίδια που διέρχονται από την ειδική εισαγωγή αέρα ενός μετρητικού συστήματος, με απόδοση διαχωρισμού 50% για αεροδυναμική διάμετρο 10 μικρομέτρων (PM10) ή 2,5 μικρομέτρων (PM2.5).
Ο όρος PM προέρχεται από το πρότυπο για τα αιωρούµενα σωµατίδια που καθιερώθηκε το 1987.
Επιπλέον, οι μετρήσεις επαληθεύονται μέσω δοκιμών σε πραγματικές συνθήκες οδήγησης, διασφαλίζοντας ότι τα εργαστηριακά αποτελέσματα είναι ακριβή και αξιόπιστα. Οι τυποποιημένες διαδικασίες εγγυώνται ότι οι εκπομπές σωματιδίων από τα φρένα μετρώνται με ακρίβεια και συνέπεια.
Λιγότερα σωµατίδια: Φρένα από καινοτόµα υλικά µε ειδικές επιστρώσεις
Ένα όχημα πρέπει να επιβραδύνει γρήγορα και αποτελεσματικά, διατηρώντας παράλληλα την άνεση στην πέδηση. Αυτό απαιτεί την ύπαρξη τριβής, η οποία όμως παράγει θερμότητα και προκαλεί φθορά στα στοιχεία πέδησης. Ως αποτέλεσμα, παράγονται σωματίδια σκόνης από τα φρένα.
Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, ορισμένες εταιρείες έχουν ήδη παρουσιάσει φίλτρα πέδησης που τοποθετούνται γύρω από τους δίσκους φρένων, με στόχο τη συγκράτηση της σκόνης που παράγεται κατά το φρενάρισμα. Ωστόσο, πιο αποτελεσματική λύση είναι η μείωση των σωματιδίων στην πηγή, μέσω της εξέλιξης των εξαρτημάτων των φρένων και της χρήσης καινοτόμων υλικών.
Για παράδειγμα, οι νέες τεχνολογίες περιλαμβάνουν εξελιγμένες διαδικασίες επίστρωσης για δισκόφρενα από χυτοσίδηρο (γκρι μαντέμι), σε συνδυασμό με εξειδικευμένα υλικά τριβής στα τακάκια.
Ανάλογα με την κατηγορία του οχήματος, επιλέγονται κατάλληλα υλικά και επικαλύψεις, ώστε να διατηρείται η βέλτιστη απόδοση φρεναρίσματος, μειώνοντας παράλληλα τις εκπομπές σωματιδίων.
