Υλικά τριβής

Το Α και το Ω στην ασφάλεια και την προστασία του περιβάλλοντος.

Στον παλιό Ηλεκτρικό Σιδηρόδροµο της Αττικής υπήρχε ένα ταµπελάκι που προειδοποιούσε τον χειριστή: «Οδηγέ πριν εκκινήσεις, εδοκίµασες την πέδην;». Τα φρένα λειτουργούν καθοριστικά στον τοµέα της ασφάλειας, κατά την οδήγηση ενός οχήµατος. Παράλληλα, τα υλικά τριβής παίζουν πρωτεύοντα ρόλο σε αυτά, µε το απαραίτητο περιβαλλοντικό «πρόσηµο»!

Κάθε όχηµα αναπτύσσει µία κινητική ενέργεια ανάλογη µε τη µάζα του και το τετράγωνο της ταχύτητας µε την οποία κινείται. Έργο του συστήµατος πέδησης, είναι να περιορίσει την ταχύτητα του αυτοκινήτου, µετατρέποντας την κινητική του ενέργεια σε θερµότητα µε τη βοήθεια της τριβής. Στα αυτοκίνητα, τα σχετικά εξαρτήµατα – ανάλογα µε το µοντέλο – µπορεί να είναι τακάκια, σιαγώνες ή ταινιοπέδες.

Η λύση που χρησιµοποιείται, ευρέως, είναι τα τακάκια. Για πολλά χρόνια κατασκευάζονταν από ίνες αµιάντου εµποτισµένες µε θερµοπλαστικές ρητίνες και µε πρόσµιξη διαφόρων άλλων στοιχείων, που τους προσδίδουν τις επιθυµητές ιδιότητες. Για να επιλεχθεί το κατάλληλο τακάκι υπάρχουν πολλά κριτήρια και εξαρτώνται από το τι ζητά ο κάθε οδηγός. Τα σηµαντικότερα από αυτά είναι:

1. Χαµηλά επίπεδα θορύβου, κραδασµών και σκληρότητας (NVH – noise, vibration, harshness)
2. Επίπεδα σκόνης που αφήνει το τακάκι κατά τη χρήση
3. Απόδοση σε όλες τις καιρικές συνθήκες
4. Συντελεστής τριβής: υψηλή τιµή που δεν αλλάζει σε σχέση µε τη θερµοκρασία
5. Υψηλή µέγιστη θερµοκρασία λειτουργίας (MOT – Maximum Operating Temperature)
6. Μεγάλη διάρκεια ζωής
7. Χαµηλή φθορά στον δίσκο.

Ο συντελεστής τριβής

Ένα από τα σημαντικά κριτήρια κατά την αξιολόγηση ενός υλικού τριβής φρένων είναι ο «συντελεστής τριβής».

Ο συντελεστής τριβής είναι ο λόγος της δύναµης τριβής, που αναπτύσσεται µεταξύ δύο επιφανειών, προς τη δύναµη, η οποία τις πιέζει µεταξύ τους.

Όσο μικρότερος είναι ο συντελεστής τριβής, τόσο μικρότερη είναι και η δύναμη που απαιτείται για να γλιστρήσουν οι δύο επιφάνειες, ενώ, όσο υψηλότερος είναι ο συντελεστής τριβής, τόσο μεγαλύτερη είναι και η δύναμη που απαιτείται για να γλιστρήσουν οι δύο επιφάνειες. Όταν απαιτούνται 100 κιλά δύναμης (παράλληλα με το έδαφος) για να μετακινήσετε ένα αντικείμενο που ζυγίζει 100 κιλά, o συντελεστής τριβής είναι 1. Εάν το ίδιο αντικείμενο μπορεί να μετακινηθεί με 50 κιλά δύναμης, ο συντελεστής τριβής είναι 0,5. Θεωρητικά, οι τιμές του κυμαίνονται από 0 (πλήρης ολίσθηση, χωρίς τριβή), έως 1,0 (στερεό, καθόλου ολίσθηση).

Πριν από 30 χρόνια, τα τακάκια για τα οικογενειακά αυτοκίνητα είχαν συντελεστή τριβής της τάξης του 0,20. Σήμερα, ακόμη και σε τακάκια με προδιαγραφές πρώτης τοποθέτησης σπάνια ξεπερνά το 0,30. Σε τακάκια ανώτερης ποιότητας θα συναντήσουμε συντελεστές τριβής που φτάνουν το 0,40 έως 0,45 και ορισμένα αγωνιστικά τακάκια, ακόμη και 0,60 ή και περισσότερο.

Όσο υψηλότερος είναι ο συντελεστής τριβής, τόσο λιγότερη πίεση υγρού (ελαφρύτερη ώθηση του πεντάλ φρένου) απαιτείται για τη δημιουργία υψηλής δύναμης πέδησης. Εάν ο συντελεστής τριβής είναι πολύ υψηλός, υπάρχει υπερβολική τριβή και καθιστά πολύ δύσκολο το φρενάρισμα.

Ο πιο σηµαντικός παράγοντας για τον συντελεστή τριβής είναι να φτάσουν τα τακάκια φρένων στο μέγιστο επίπεδο τριβής, αμέσως μετά το πάτημα του πεντάλ.

Ο δεύτερος σηµαντικός παράγοντας είναι η σταθερότητα του συντελεστή τριβής σε διάφορες θερμοκρασίες. Είναι συνηθισμένο ο συντελεστής τριβής να είναι χαμηλότερος σε χαμηλές και εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό είναι ένα πρόβλημα, επειδή δεν θα υπάρχει αρκετή ισχύς πέδησης για χρήση στον δρόμο, εάν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή ή πολύ υψηλή.

Ο τρίτος σηµαντικός παράγοντας είναι η σταθερότητα του συντελεστή τριβής σε διαφορετικές ταχύτητες του αυτοκινήτου. Τα τακάκια φρένων θα είναι επικίνδυνα εάν επιτυγχάνεται ένας σταθερός συντελεστής τριβής κατά το φρενάρισμα στα 60 χλμ/ώρα, αλλά είναι ασταθής στα 180 χλμ/ώρα.

Για την αύξηση του συντελεστή τριβής χρησιμοποιούνται υλικά, όπως ο χαλκός, οι χαλύβδινες ίνες, τα υαλονήματα, το Kevlar, τα κεραμικά, το τιτάνιο, ο άνθρακας κλπ. Είναι συνεχής η πρόκληση για κάθε κατασκευαστή φρένων να κάνει πιο ισορροπημένο το μείγμα των υλικών για το τακάκι.

Η τυποποίηση

Ο συντελεστής τριβής των τακακιών που προορίζονται για οικογενειακά αυτοκίνητα τυποποιείται σύµφωνα µε το πρότυπο SAE Standard J866, εκφραζόµενος ως κωδικός δύο γραµµάτων, όπου το πρώτο γράµµα προσδιορίζει την κανονική απόδοση τριβής χαµηλής θερµοκρασίας (σε 200 έως 400 βαθµούς F) και το δεύτερο γράµµα την απόδοση τριβής υψηλής θερµοκρασίας (σε 300 έως 650 βαθµούς F).

Όσο πιο µπροστά στην αλφάβητο βρίσκεται το γράµµα, τόσο υψηλότερος είναι ο συντελεστής τριβής. Για παράδειγµα, το D είναι καλύτερο από το Β. Εάν το πρώτο γράµµα είναι χαµηλότερο από το δεύτερο, αυτό σηµαίνει ότι το τακάκι λειτουργεί καλύτερα σε υψηλές θερµοκρασίες και χρειάζεται προθέρµανση για να φτάσει στο καλύτερο επίπεδο απόδοσης. Αντίθετα, εάν το δεύτερο γράµµα είναι χαµηλότερο από το πρώτο, το τακάκι θα έχει µειωµένη απόδοση, καθώς αυξάνεται η θερµοκρασία.

Ένα καλό τακάκι έχει τον ίδιο συντελεστή, τόσο σε υψηλές, όσο και σε χαµηλές θερµοκρασίες. Με λίγα λόγια, και τα δύο γράµµατα θα είναι τα ίδια, όπως ΕΕ ή FF.

Τα δύο γράµµατα που αντιπροσωπεύουν τον συντελεστή τριβής αναγράφονται σε κάποια από τις πλευρικές ή στην πίσω πλευρά του. Συνήθως, αναγράφεται ένας κωδικός που αποτελείται από τρεις οµάδες αλφαριθµητικών ψηφίων: H πρώτη οµάδα προσδιορίζει τον κατασκευαστή του υλικού τριβής. H δεύτερη οµάδα, τη σύνθεση του υλικού και ακολουθούν τα δύο γράµµατα για τον συντελεστή τριβής.

Το εύρος θερµοκρασίας

Το εύρος θερµοκρασίας είναι ένα από τα βασικά στοιχεία για την επιλογή τακακιών φρένων. Όλοι ανησυχούν για τις υψηλές θερµοκρασίες, αλλά τα τακάκια µπορεί να λειτουργούν και κρύα. Εάν δεν φτάσουν στη βέλτιστη θερµοκρασία τους, δεν έχουµε τη µέγιστη απόδοση και, επιπλέον, αυξάνεται η φθορά. Τα τακάκια σε ένα οικογενειακό αυτοκίνητο παραγωγής λειτουργούν καλύτερα στη θερµοκρασιακή περιοχή µεταξύ 100°  έως 650° F. Τα αγωνιστικά τακάκια λειτουργούν καλύτερα στην περιοχή των 600° έως 1500° F, δηλαδή αρχίζουν να αποδίδουν στο ίδιο σηµείο όπου τα τακάκια OEM τελειώνουν. Η θερµότητα από τον δίσκο φρένων µεταφέρεται στη δαγκάνα φρένων και από εκεί στο υγρό µέσα στη δαγκάνα φρένων.

Η «σπογγώδης» αίσθηση

Η σπογγώδης αίσθηση προκύπτει από εξασθένηση των φρένων, που προέρχεται από τα τακάκια. Επηρεάζεται, κυρίως, από τη θερμοκρασία, αλλά και από τη μεταβολή του συντελεστή τριβής. Η εξασθένηση είναι αποτέλεσμα εξάτμισης της ρητίνης, που υπάρχει στα τακάκια σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό το φαινόμενο δημιουργεί ένα φιλμ, μεταξύ της δισκόπλακας και του τακακιού, το οποίο μειώνει σημαντικά τον συντελεστή τριβής.

Τα τακάκια για αγωνιστική χρήση έχουν, συνήθως, σημείο εξασθένησης περίπου στους 400°C ̴ 700°C (ποικίλλει, ανάλογα με το υλικό). Κατασκευάζονται για να έχουν υψηλότερο ρυθμό αντοχής για ελαχιστοποίηση της μείωσης του συντελεστή τριβής, ακόμη και μετά την εμφάνιση της σπογγώδους αίσθησης. Ο ρυθμός αντίστασης, σε αυτή την κατάσταση, βασίζεται στην αναλογία του συντελεστή τριβής, πριν και μετά την εμφάνισή της. Σε γενικές γραμμές, τα τακάκια φρένων πρώτης τοποθέτησης έχουν ρυθμό αντοχής στην εξασθένηση της τάξης του 40 ̴  50%, ενώ τα αγωνιστικά φτάνουν στο 60 ̴  80%.

Σύνθετα προϊόντα – Πολλές παραλλαγές

Η εξέλιξη των υλικών τριβής, από τότε που κυκλοφόρησε το πρώτο αυτοκίνητο, μέχρι σήμερα, είναι συνεχής. Στην αρχή αφορούσε τον συντελεστή τριβής, τη φθορά και την υπερθέρμανση. Αργότερα ξεκίνησαν τα οικολογικά ζητήματα. Τα υλικά τριβής των φρένων είναι σύνθετα προϊόντα, που αποτελούνται από πολλά διαφορετικά στοιχεία και υλικά. Τα τακάκια φρένων διατίθενται σε διάφορα σχήματα και μεγέθη, και, μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις τύπους: μη μεταλλικά οργανικά, μεταλλικά και κεραμικά.

Κάθε παραλλαγή έχει πλεονεκτήµατα και µειονεκτήµατα, στη χρήση, ανάλογα µε το αυτοκίνητο και το προφίλ του οδηγού.

• Οργανικά (χωρίς Αμίαντο)

Αρχικά, τα τακάκια φρένων κατασκευάζονταν από αμίαντο, ένα υλικό που απορροφά τη θερμότητα, ενώ προσαρμόζεται στη φόρμα της φθοράς με τη δισκόπλακα. Ωστόσο, όπως προέκυψε στην πορεία, ο αμίαντος είναι πολύ ισχυρό καρκινογόνο υλικό και η παρατεταμένη έκθεση σε αυτό μπορεί να προκαλέσει βλάβες στον ανθρώπινο οργανισμό. Τα τακάκια αυτού του είδους απελευθέρωναν, με την πάροδο του χρόνου, τον αμίαντο, που κολλούσε στα ελαστικά και μεταφερόταν στην ατμόσφαιρα. Οι κατασκευαστές συνειδητοποίησαν ότι ο αμίαντος δεν ήταν ένα ασφαλές υλικό τριβής και, έτσι, δημιουργήθηκαν τα τακάκια φρένων από οργανικά υλικά τριβής (NAO, non-asbestos organic).

Τα οργανικά τακάκια φρένων, τα οποία τοποθετούνται στην πλειοψηφία των σύγχρονων αυτοκινήτων, κατασκευάζονται από ένα μείγμα ινών και υλικών, όπως καουτσούκ, ενώσεις άνθρακα, γυαλί ή υαλοβάμβακα, Kevlar και άλλα, και συνδέονται μεταξύ τους με ρητίνη. Παράγουν λιγότερη σκόνη από άλλους τύπους, όπως τα μεταλλικά, και διατίθενται σε λογικές τιμές. Δημιουργούν μέτρια ποσότητα τριβής, χωρίς να αναπτύσσουν μεγάλη θερμότητα, άρα, είναι κατάλληλα για οδηγούς που χρησιμοποιούν τα αυτοκίνητά τους, μάλλον σε ήρεμους ρυθμούς κατά την καθημερινή μετακίνηση. Τα οργανικά τακάκια είναι αθόρυβα και δεν ασκούν μεγάλη πίεση στις δισκόπλακες, γεγονός που αποτρέπει τη φθορά των τελευταίων.

Ωστόσο, έχουν και κάποια µειονεκτήµατα σε σύγκριση µε άλλους τύπους.

Λόγω της σύνθετης φύσης τους, τα οργανικά τακάκια τείνουν να φθείρονται πιο γρήγορα, που σηµαίνει ότι ενδέχεται να αντικαθίστανται πιο συχνά.

Τείνουν, επίσης να λειτουργούν σωστά σε µικρότερο εύρος θερµοκρασιών, δηλαδή δεν αποδίδουν το ίδιο καλά σε ακραίες καιρικές συνθήκες ή όταν καταπονούνται πολύ απότοµα και υπερθερµαίνονται. Έχουν, επίσης, υψηλότερο συντελεστή συµπιεστότητας, που σηµαίνει ότι ο οδηγός πρέπει να πιέσει το φρένο µε µεγαλύτερη δύναµη για να τα εµπλέξει.

• Μεταλλικά

Στα υλικά τριβής έχουν χρησιμοποιηθεί και μέταλλα διαμορφωμένα με συσσωμάτωση σκόνης σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση. Τα υλικά αυτά έχουν πολύ καλά χαρακτηριστικά αντοχής στη φθορά, σε υψηλή θερμοκρασία. Η επιφάνεια τριβής τους αποτελείται από ενσωματωμένες μεταλλικές ίνες που βοηθούν στη μείωση της ποσότητας του υλικού, που εξασθενεί σε υψηλή θερμότητα. Τα μεταλλικά τακάκια φρένων αποτελούνται από οποιοδήποτε μέταλλο σε ποσοστό μεταξύ 30% και 70%, συμπεριλαμβανομένων μετάλλων, όπως ο χαλκός, ο σίδηρος, ο χάλυβας ή άλλα σύνθετα κράματα. Αυτά τα μέταλλα συνδυάζονται με γραφίτη, καθώς και άλλα υλικά πλήρωσης για την ολοκλήρωση του τακακιού. Οι διαθέσιμες ενώσεις μεταλλικών τακακιών φρένων ποικίλλουν, με το καθένα να προσφέρει τα δικά του πλεονεκτήματα για διαφορετικές καταστάσεις, τόσο σε καθημερινές μετακινήσεις, όσο και σε αγώνες.

Χάρη στη µεταλλική δοµή τους, έχουν καλή απαγωγή της θερµότητας και καλό συντελεστή τριβής, ακόµη και σε υψηλές θερµοκρασίες.

Επειδή τα μέταλλα είναι καλός αγωγός της θερμότητας, τείνουν να αντέχουν σε μεγαλύτερη θερμοκρασία, ενώ, ταυτόχρονα, βοηθούν τα συστήματα πέδησης να ψυχθούν πιο γρήγορα. Η αυξημένη θερμική αγωγιμότητα των υλικών αυτών σημαίνει ότι το έμβολο θερμαίνεται ταχύτερα. Κάτι τέτοιο, σε συνθήκες σκληρής χρήσης, μπορεί να προκαλέσει άνοδο της θερμοκρασίας της δαγκάνας, αν δεν παρεμβληθεί κάποιο μονωτικό υλικό. Και ενέχει τον κίνδυνο εξάτμισης του υγρού των φρένων. Τα μεταλλικά τακάκια απαιτούν να ασκείται λιγότερη πίεση στο πεντάλ φρένου για το ίδιο αποτέλεσμα από τα φρένα. Ωστόσο, υπάρχουν μερικά μειονεκτήματα. Συνήθως είναι πιο θορυβώδη από τα κεραμικά ή τα οργανικά. Επίσης, παράγουν περισσότερη σκόνη φρένων από τις άλλες δύο κατηγορίες. Όσον αφορά την τιμή τους, κυμαίνεται κάπου ανάμεσα στα οργανικά και τα κεραμικά.

• Ημι-μεταλλικά

Τα ημι-μεταλλικά τακάκια είναι μία ενδιάμεση λύση. Λόγω των συστατικών τους, λειτουργούν γενικά καλύτερα σε υψηλότερες θερμοκρασίες σε σχέση με τα οργανικά και είναι πιο ανθεκτικά στη φθορά. Από την άλλη πλευρά, φθείρουν περισσότερο τη δισκόπλακα και παράγουν περισσότερο θόρυβο.

• Κεραμικά

Είναι κατασκευασμένα από κεραμικά υλικά, παρόμοια με εκείνα που χρησιμοποιούνται για κεραμικά σκεύη, αλλά είναι πυκνότερα και πολύ πιο ανθεκτικά. Τα κεραμικά τακάκια είναι πιο ακριβά, όμως εξασφαλίζουν καλύτερες επιδόσεις και μακροζωία. Είναι κατασκευασμένα από κεραμικές και ίνες χαλκού ενσωματωμένες στο υλικό τριβής για να βοηθήσουν στην αύξηση της τριβής και τη θερμική αγωγιμότητα. Από τότε που παρουσιάστηκαν, στα μέσα της δεκαετίας του 1980, τα κεραμικά τακάκια φρένων αυξάνουν σταθερά στη δημοτικότητά τους για διάφορους λόγους:

1. Είναι σχετικά αθόρυβα, δημιουργώντας λίγο ή καθόλου επιπλέον ήχο, όταν πατάμε φρένο.
2. Συγκριτικά με τα οργανικά τακάκια φρένων, τείνουν να παράγουν λιγότερη σκόνη και άλλα σωματίδια με την πάροδο του χρόνου καθώς φθείρονται.
3. Μπορούν να είναι πιο αξιόπιστα σε ένα ευρύτερο φάσμα θερμοκρασιών (εκτός από τις πολύ χαμηλές) και συνθηκών οδήγησης, σε σχέση με τα οργανικά.
4. Κατά την υπερθέρμανση απομακρύνουν λιγότερη θερμότητα και εμφανίζουν λιγότερη εξασθένηση.

Κύριο μειονέκτημά τους είναι η τιμή τους, λόγω του υψηλότερου κόστους κατασκευής. Επιπλέον, προκαλούν μεγαλύτερη φθορά στον δίσκο, ενώ δεν θεωρούνται η καλύτερη επιλογή για πολύ χαμηλή θερμοκρασία λειτουργίας.

Η περίπτωση του χαλκού

Ο χαλκός έχει χρησιµοποιηθεί σε υλικά τριβής συστηµάτων φρένων για διάφορες λειτουργίες, όπως µειωµένη εξασθένηση, βελτιωµένες ιδιότητες τριβής, θερµική αγωγιµότητα και αυξηµένη αντοχή. Από την άλλη πλευρά, όµως, ρυπαίνει το περιβάλλον. Σήµερα, σε ένα τυπικό µεταλλικό τακάκι υπάρχουν κατηγορίες ανάλογα µε την περιεκτικότητα σε χαλκό όπως: Cu (8%), Cu (5%), Cu (2%) και Cu (0,5 %).

Πλέον, οι κατασκευαστές προχωρούν στη µείωση της περιεκτικότητας χαλκού στα τακάκια, ώστε να συµβαδίζουν µε τη νοµοθεσία που απαιτεί τη σταδιακή κατάργηση της χρήσης του, για την προστασία του περιβάλλοντος.

Διάρκεια ζωής και φθορά

Η διάρκεια ζωής των τακακιών δεν μπορεί να προσδιοριστεί με ευκολία. Εξαρτάται από πολλούς παράγοντες όπως:

1. Το μέγεθος των φρένων και του αυτοκινήτου
2. Η συνήθεια του οδηγού στην πέδηση
3. Η τοποθεσία που βρίσκεται ο οδηγός με το όχημα του
4. Το βάρος των οχημάτων.

Γενικά, μπορεί να πει κανείς πως όσο μεγαλύτερος είναι ο συντελεστής τριβής «μ» ενός υλικού, τόσο μικρότερη είναι η ζωή του. Μερικά υλικά, με συντελεστή τριβής γύρω από το 0,30, έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής, ακόμη και σε αυτοκίνητα υψηλών επιδόσεων.

Τα τακάκια πρώτης τοποθέτησης έχουν χαμηλό ρυθμό φθοράς, όταν η θερμοκρασία τους είναι κάτω από 150^oC, αλλά πολύ υψηλότερο ρυθμό φθοράς, όταν οι θερμοκρασίες τους είναι πάνω από 300^oC. Όταν οι θερμοκρασίες των τακακιών φτάσουν τους 300oC, εμφανίζεται σπογγώδης αίσθηση στο πεντάλ των φρένων και πρακτικά καθίστανται, σχεδόν, άχρηστα, όσον αφορά την απόδοση του συστήματος πέδησης. Τα υλικά τριβής στα αγωνιστικά τακάκια ή τακάκια υψηλής απόδοσης, έχουν σχεδιαστεί για χρήση σε αγώνες και όχι για χρήση στον δρόμο, οπότε εμφανίζουν τον βέλτιστο ρυθμό φθοράς σε θερμοκρασίες μεταξύ 250 – 600^oC.

Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, τα αγωνιστικά τακάκια θα έχουν υψηλότερο ρυθμό φθοράς, σε σύγκριση με το ποσοστό φθοράς των OEM. Εάν πρόκειται για συνηθισμένη χρήση στον δρόμο, ισχύει ότι τα τακάκια πρώτης τοποθέτησης εμφανίζουν μικρότερη φθορά.

Αισθητήρες φθοράς

Οι αισθητήρες φθοράς επιτρέπουν στους οδηγούς του αυτοκινήτου να γνωρίζουν πότε τα τακάκια χρειάζονται αντικατάσταση. Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι αισθητήρων φθοράς τακακιών: οι µηχανικοί και οι ηλεκτρικοί.

Ο µηχανικός τύπος δημιουργεί έναν ενοχλητικό θόρυβο, όταν το μεταλλικό κλιπ, που είναι προσαρτημένο στο τακάκι, έρχεται σε επαφή με τον δίσκο, ώστε να υποδείξει την ανάγκη αντικατάστασής του.

Ο ηλεκτρικός τύπος ενεργοποιεί μία προειδοποιητική λυχνία στον πίνακα οργάνων, υποδεικνύοντας την ανάγκη αντικατάστασης.

Τα περισσότερα ιαπωνικά και αμερικάνικα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν τον μηχανικό τύπο, ενώ ορισμένα ιαπωνικά πολυτελή και τα περισσότερα ευρωπαϊκά χρησιμοποιούν τον ηλεκτρικό. Υπάρχουν δύο τύποι ηλεκτρικών αισθητήρων: Οι εταιρείες BMW, Mercedes-Benz χρησιμοποιούν αποσπώμενα καλώδια από μόλυβδο, ενώ ο ενσωματωμένος τύπος χρησιμοποιείται από το γκρουπ VW.

Σκόνη: Ο αρνητικός παράγοντας…

Ο έλεγχος της ρύπανσης που προέρχεται από τα λάστιχα και τα φρένα βρίσκεται πια στο στόχαστρο της περιβαλλοντικής νομοθεσίας, από τη στιγμή που οι εκπομπές της εξάτμισης φαίνεται να έχουν ελαχιστοποιηθεί. Και από αυτό τον έλεγχο δεν ξεφεύγουν ούτε τα ηλεκτρικά ούτε τα όποια «καθαρά» αυτοκίνητα.

Το αυτοκίνητο δεν ρυπαίνει µόνο την ατµόσφαιρα. Σηµαντική είναι και η προκαλούµενη ρύπανση του υπεδάφους. Κάθε φορά που ο οδηγός πατά το φρένο, µία µικρή ποσότητα σκόνης από το υλικό τριβής καταλήγει στο οδόστρωµα και η βροχή τη µεταφέρει στο υπέδαφος. Ο αµίαντος σαν υλικό τριβής προσφέρει πολλά πλεονεκτήµατα. Η ρύπανση, όµως, που προκαλούσε ήταν σηµαντική και γι’ αυτό επήλθε η απαγόρευσή του.

Σωματίδια 2,5-10,0 μικρών, που μπορούν να συσσωρευτούν στους πνεύμονες και να ερεθίσουν τα μάτια, τη μύτη και τον λαιμό, μπορεί να προέρχονται από τη σκόνη των φρένων και τις εκπομπές ελαστικών.

Μία λύση στο πρόβλημα της φθοράς των φρένων έχει, ήδη, διατεθεί στην αγορά. Η ιδέα αυτή εμφανίστηκε ως βασικός εξοπλισμός στο Porsche Cayenne Turbo με την ονομασία Porsche Surface Control Brakes (PSCB), και ακολούθησε η Brembo, που παρουσίασε μία παρόμοια ιδέα με το όνομα «Greentive».

Σε κάθε περίπτωση, μία τυπική δισκόπλακα από φαιό χυτοσίδηρο υφίσταται διαδικασία θερμικής επικάλυψης με ψεκασμό, γνωστή ως HVOF (high-velocity oxygen fuel coating) ή επίστρωση καυσίμου οξυγόνου υψηλής ταχύτητας. Τελικά, το αποτέλεσμα είναι ένα φινίρισμα, που θυμίζει καθρέφτη στην δισκόπλακα, δεν σκουριάζει ποτέ και παρατείνει, σε μεγάλο βαθμό, τη διάρκεια ζωής τόσο των τακακιών, όσο και της δισκόπλακας. Περιέργως, η Porsche δηλώνει βελτιώσεις στη φθορά του τακακιού και της δισκόπλακας κατά 90% και 30%, αντίστοιχα, ενώ η Brembo αντιστρέφει τα ποσοστά, παρουσιάζοντας τη φθορά του τακακιού να μειώνεται κατά 30% και της δισκόπλακας κατά 90%. Σύμφωνα με την εταιρεία, η τεχνολογία Greentive έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση των εκπομπών σωματιδίων κατά 50%!

Λογότυπο συσκευασίας LeafMark™

Ο φορέας BMC (Brake Manufacturers Council) ανέπτυξε το λογότυπο LeafMark™ για τη σήμανση συμμόρφωσης των υλικών τριβής, με τα αντίστοιχα πρότυπα που έχει δημοσιεύσει ο φορέας SAE:

1. Το βιοµηχανικό πρότυπο J866, και
2. Τη µέθοδο δοκιµής J2975.

Το πρότυπο SAE J866, που βρίσκεται σε ισχύ από το 2012, είναι ένα σύστημα αναγνώρισης του συντελεστή τριβής και περιβαλλοντικής σήμανσης για υλικά τριβής φρένων. Η αναγνώριση γίνεται εύκολα από το γράμμα που αναγράφεται στη συσκευασία (Α, Β ή Ν) αλλά και πόσα από τα φύλλα του σήματος είναι μαύρα. Η πιστοποίηση επιβλέπεται από τον NSF, ο οποίος πιστοποιεί τον περιβαλλοντικό κώδικα και δημοσιεύει τις πιστοποιήσεις στον ιστότοπό του.

Υπάρχουν τρεις διαφορετικές σηµάνσεις

Α, που ισχύει από 1η Ιανουαρίου 2014 και µετά. Η σήμανση «Α» σημαίνει ότι το υλικό τριβής φρένων περιέχει λιγότερες από τις ακόλουθες συγκεντρώσεις: 0,01% κατά βάρος κάδμιο και τις ενώσεις του, 0,1% κατά βάρος άλατα τετρασθενούς χρωμίου, 0,1% κατά βάρος μολύβδου και των ενώσεών του, 0,1% κατά βάρος υδράργυρο και τις ενώσεις του, 0,1% κατά βάρος από ίνες αμίαντου.

Β, που ισχύει από 1η Ιανουαρίου 2021 και µετά. Η σήμανση «B» σημαίνει ότι το υλικό τριβής φρένων περιέχει λιγότερο από 5,0% κατά βάρος χαλκό και πληροί επίσης τις προϋποθέσεις που αναφέρονται για τη σήμανση «Α».

Ν, που ισχύει από 1η Ιανουαρίου 2025 και µετά. Η σήμανση «Ν» σημαίνει ότι το υλικό τριβής φρένων περιέχει λιγότερο από 0,5% κατά βάρος χαλκό και πληροί επίσης τις προϋποθέσεις που αναφέρονται για τη σήμανση «Α».

Του ΝΙκου ΒασιλΑκη