Власник гаража Кеван Гіббонс за 45 років роботи в автомобільній промисловості помітив багато змін.
Автомобілі стали набагато більшими, ніж коли він починав. Змінилася і манера водіння – тепер частіше доводиться зупинятися.
Усе це часте стартування та зупинки, що характерно для міського водіння, швидше зношують гальма.
На швидкість зношування впливають також важчі автомобілі та високі температури.
На думку пана Гіббонса, якість гальмівних колодок та їх вартість з часом знизилися. Це важливо, оскільки “чім гірша якість, тим більше пилу ви отримуєте”, пояснює він.
Попри суттєве зменшення викидів з вихлопних труб, інші частини автомобілів тепер продукують більшу частину забруднення.
Згідно з інформацією організації EIT Urban Mobility, яка підтримується ЄС і займається покращенням міського транспорту, зношування гальм зараз є найбільшим джерелом немоторних викидів у багатьох великих містах.
Однак “існує обмежена усвідомленість цього забруднення”, зазначає директор з інновацій Adriana Diaz.
Гальмівний пил містить крихітні частинки металу, чорний вуглець та інші частки, які потрапляють в повітря через тертя і зношення гальмівних матеріалів.
Дослідження свідчать, що гальмівний пил може бути ще більш шкідливим для легенів, ніж вихлопні гази від дизельних автомобілів.
Електричні автомобілі не мають вихлопних викидів і зносу гальм значно менше. Регенеративне гальмування в електромобілях, що заряджає акумулятор, не передбачає тертя. Однак навіть електромобілі з регенеративним гальмуванням також мають деяке тертя гальм.
Зараз автомобільна промисловість вперше готується серйозно зайнятися викидами гальм, оскільки Європейський Союз впроваджує найперші у світі правила, що обмежують рівень викидів від гальм з наступного року.
Згідно з новими регламентами Euro 7, викиди гальмівних часток PM10 (частки діаметром менше 10 мікрометрів) з нових автомобілів будуть обмежені до 3–11 мг/км в залежності від типу автомобіля.
Наразі типовий автомобіль з гальмівними дисками з сірого чавуну та низьколегованими гальмівними колодками – поширеним поєднанням у Європі – викидає близько 8,8 мг/кг PM10, за даними EIT Urban Mobility.
ЄС прогнозує, що до 2035 року ці регламенти знизять частки, що викидаються з гальм автомобілів і фургонів, на 27%.
Інші регіони, напевно, підуть за їх прикладом. “Китай буде наступним,” каже Артур Гарсія, менеджер з гальмівного обладнання для компанії DRiV (частина Tenneco).
Він очікує, що регламенти China 7 будуть оголошені до кінця 2025 року і будуть зосереджені більше на PM2.5 (частки ще менші, ніж PM10).
Regulations Euro 7 починаються з викидів гальм і згодом перейдуть до інших видів немоторних викидів.
Вимірювати викиди гальм простіше, ніж інші типи немоторних викидів, “оскільки ви можете відокремити гальмівну систему в лабораторіях”, пояснює Франсуа Кюно, секретар Робочої групи з питань забруднення та енергії, організації ООН, яка встановлює стандарти для вимірювання викидів автомобілів.
Порівняно з гальмами, набагато важче виділити викиди з шин і доріг, які взаємодіють один з одним у складні способи.
Існує два основних способи, якими виробники зменшують викиди гальм, каже пан Кюно.
Найдешевший метод передбачає застосування покриття, яке зміцнює гальмівні диски і таким чином знижує зношування. Виробники можуть також змінити склад гальмівних колодок на довговічніші матеріали.
Різні регіони використовують різні компоненти гальмівних колодок, зосереджуючи увагу на продуктивності або комфорті. В Африці, Європі, Латинській Америці та Південній Азії, як правило, використовуються низьколеговані гальмівні колодки, які більш чутливі до дій водія.
Некрасные органічні гальмівні колодки більше використовуються в Північній Америці та Східній Азії. Вони забезпечують більш м’яке водіння на тривалих відстанях, а також суттєве зменшення PM10.
Існують також побоювання щодо токсичності компонентів гальмівних колодок, які можуть впливати на якість води та здоров’я людей. ЄС забороняє асбест у гальмівних колодках, тоді як Каліфорнія йде далі, також обмежуючи мідь.
Регламенти Euro 7 не обмежують додаткові матеріали в гальмівних колодках. Загалом, EIT Urban Mobility турбується, що системи гальм з низьким зношенням можуть використовувати токсичніші матеріали.
Але деякі виробники вирішили перевершити регламенти. Гальмівний набір Greentell італійської компанії Brembo не містить міді, кобальту чи нікелю.
Greentell використовує техніку під назвою лазерне металеве наплавлення, яка використовує високошвидкісний лазерний промінь для плавлення матеріалу (наприклад, металевого порошку) і нашарування його на поверхню.
Фабіано Карміна, керівник розробки гальмівних дисків Brembo, зазначає, що компанія обрала лазерне металеве наплавлення для цього преміум-продукту, оскільки воно дає найкращі результати з точки зору зменшення викидів і задоволення від водіння.
Brembo повідомляє, що за допомогою Greentell викиди PM10 знижуються приблизно на 60 до 90% за лабораторними тестами, в залежності від автомобіля та його початкової гальмівної системи.
Автовиробник Tenneco також пропонує безмідні продукти для гальмування з нижчими викидами. Згідно з даними компанії, їхні гальмівні колодки Fuse+ використовують новий матеріал тертя, який знизив викиди PM10 на 60% у внутрішніх тестах.
Вони також допомагають зменшити шум – аспект, на який водії електромобілів зазвичай звертають більше уваги, наприклад, заскрипування гальм.
Що стосується інших матеріалів, EIT Urban Mobility оцінює, що заміна сіром чавунних дисків на вуглецево-керамічні знижує PM10 на 81%.
Також можна встановити фільтри часток для збору гальмівного пилу. Але регулярне обслуговування фільтра може бути тягарем для власника автомобіля, зазначає пан Кюно. І “якщо не обслуговувати фільтр, то викиди відійдуть в атмосферу.”
Варто також зауважити, що барабанні гальма можуть знову стати популярними через Euro 7. У барабанних гальмах тертя створюється, коли гальмівні колодки тиснуть на внутрішню частину обертового барабана. Тому “все тримається всередині барабана”, як говорить пан Кюно, частки також утримуються.
Tenneco помітила, що хоч попит на барабанні гальма в автомобільному ринку раніше швидко знижувався, цей процес сповільнився.
Згідно з EIT Urban Mobility, барабанні гальма виробляють приблизно на 23% менше зношення, ніж дискові гальма, які передбачають обертовий диск і гальмівні колодки. Проте барабанні гальма зазвичай менш довговічні, ніж дискові, особливо в умовах високої температури.
З менш викидними гальмівними системами водії згодом можуть помітити менше гальмівного пилу на ободах коліс, говорить пан Кюно.
Виробники автомобілів, тим часом, можуть стикнутися з більш дорогою гальмівною продукцією. Компанії повинні враховувати не лише витрати на дослідження і розробки, але й ймовірно нові системи тестування для дотримання регламентів.
Люксові та преміум-автомобілі можуть вже бути оснащені системами гальм з низькими викидами, які є дорожчими. Регламенти ЄС призведуть до розширення їхнього використання на більш доступні моделі автівок.
Проте ситуація буде іншою у регіонах без обмежень на немоторні викиди, наприклад, у Великій Британії. На думку пана Гіббонса, працюючи в Манчестері на півночі Англії, дев’ять із десяти клієнтів не звертають уваги на здоров’я або екологічні наслідки, такі як гальмівний пил.
Зважаючи на високі витрати на життя, “усе зводиться до одного слова, а це гроші”.
З одного боку, зменшення викидів гальм має поліпшити якість повітря. Однак експерти з мобільності підкреслюють, що це лише дуже обмежене рішення для впливу автомобілів на здоров’я та навколишнє середовище, включно з електромобілями.
“Думаю, це добре, що є конкретний заклик до дії”, каже пані Діаз. “Це абсолютно необхідно.” Але вона наголошує, що більші вигоди прийдуть від реорганізації міст і зміни транспортних режимів, щоб зменшити загальну кількість поїздок.
Це складніше з політичної точки зору, ніж введення обмежень на викиди гальм, але пані Діаз залишається оптимісткою, спостерігаючи, як жителі Барселони все більше насолоджуються та приймають зони з низьким трафіком.
“Супротив буде, але в кінцевому рахунку люди оцінять та вподобають чистіші міста, якими можна насолоджуватися.”
