Jak těžké je nahradit měď v brzdových destičkách?

Měď je jednou ze šesti základních materiálových skupin používaných pro výrobu brzdových destiček. Tvoří pět až dvacet procent celkové hmotnosti bezazbestových třecích materiálů v ekologických destičkách. Měď účinně snižuje jejich opotřebení, hlučnost a vibrace při provozu. Je to zdánlivě dokonalý materiál, naneštěstí je však velmi nebezpečný pro životní prostředí. Proto byly zavedeny zákonné normy, které jeho využití v automobilovém průmyslu omezují.

Podle zprávy ministerstva životního prostředí státu Washington pochází 21 procent z veškeré mědi, která se každým rokem uvolňuje do zálivu Puget Sound, právě z brzdových destiček. Pouhý obsah 5 až 10 miligramů mědi na litr vody snižuje vrozenou schopnost lososů hledat si potravu a vyhýbat se dravcům. Přebytek mědi v potravě nebo v pitné vodě má negativní dopad i na lidské zdraví a může vyvolávat řadu zdravotních obtíží včetně anémie, astmatu, akné nebo rozvoje deprese. To je jen několik z důvodů, proč mají mít výrobci brzdových systémů za povinnost dramaticky snižovat její obsah nebo úplně vyloučit měď z jejich výrobků.

V čele nových zákonných změn v tomto směru stojí americké státy Kalifornie a Washington. Podle jejich zákonů se musí obsah mědi do roku 2021 snížit na maximálně 5 procent a do roku 2025 pak ještě desetkrát více – tedy na méně než 0,5 procenta. První požadavky na omezení negativních dopadů prachu z brzdových destiček na životní prostředí sahají do začátku devadesátých let, kdy bylo zakázáno používat azbest. A o několik let později, v roce 2003, se na seznam zakázaných materiálů zařadily i těžké kovy.

Několik let tribologického* výzkumu

Některé společnosti, například Federal-Mogul, se rozhodly reagovat na nejnovější ekologické požadavky už s několikaletým předstihem. V případě společnosti Federal-Mogul jsou výsledkem brzdové destičky Ferodo Eco-Friction s nízkým nebo nulovým obsahem mědi. Během posledních několika let experti značky Ferodo vyzkoušeli přes 1 500 možných náhražek mědi a pětadvacet z nich bylo nakonec pro výrobu nových brzdových destiček Ferodo Eco-Friction schváleno. Odborníci vědí, že sestavení vyhovujícího složení třecích materiálů vyžaduje velkou trpělivost a mnoho zkušeností. „Každá látka má jinou charakteristiku, a dokonce i malá změna jedné z nich může významně snížit brzdný výkon. Prémiové brzdové destičky ovšem musí mít vysoký koeficient tření bez ohledu na rychlost vozidla, teplotu brzdového systému nebo počet brzdění,“ říká Silvano Veglia, produktový ředitel brzdových komponentů společnosti Federal-Mogul Motorparts.

Experti značky Ferodo zapojení do vývoje brzdových destiček Eco-Friction s nízkým nebo nulovým obsahem mědi vypracovali tribologický model, který dopodrobna popisuje vliv dvaceti různých materiálů na hodnotu koeficientu tření (µ), opotřebení brzdových destiček a kotoučů v širokém rozsahu teplot. Přiložená tabulka je nejlepším důkazem toho, jak složitý je vývoj nového složení třecích materiálů a jaké následky může mít i náhrada jedné jediné ingredience.

Průměrný třecí koeficient mědi se pohybuje od -0,1240 za nízkých teplot až po -0,2152 při vysoké teplotě. Je-li brzdová soustava chladná, je její třecí koeficient významně vyšší (0,209), což urychluje opotřebení brzdových destiček. Naopak při vysokých teplotách měď působí opačných směrem a opotřebení destiček snižuje (-0,1873). Jiný je vliv mědi na brzdové kotouče. V jejich případě je třecí koeficient nízký (-0,1354, -0,3047) bez ohledu na teplotu. Nižší opotřebení kotoučů díky použití mědi je nejméně znatelné, i když se při brzdění uvolňuje velké množství tepla.  

Výběr pro prvovýrobu a aftermarket

Brzdové destičky Ferodo Eco-Friction s nízkým nebo nulovým obsahem mědi byly původně dostupné jen pro zákazníky z oblasti prvovýroby. Vůbec prvním vozem s originální výbavou ekologických brzdových destiček Ferodo se stal Mercedes-Benz třídy C. Na podzim roku 2015 byla technologie Eco-Friction zavedena i při tovární výrobě vozu Audi 4. Jména dalších nových modelů, které bude vybavovat destičkami Eco-Friction, Audi oznámí v následujících měsících. A kdy budou destičky Eco-Friction v prodeji i v místním aftermarketu? Pro někoho to může být překvapivá informace, ale i když byly Eco-Friction uvedeny na trh teprve v roce 2014, už dnes jsou volně v prodeji i pro automechaniky a majitele vozidel. I servisy tak mají přístup k technologii a vysoce kvalitním výrobkům, které se používají při výrobě nejnovějších modelů Mercedes-Benz a Audi.

Pozitivní vliv ekologických iniciativ na automobilový průmysl  

Uplatňování nových ekologických standardů nemá pro automobilový průmysl vždy nejlepší důsledky. Řidiči si stěžují například na omezenou účinnost filtrů pevných částic v městském provozu, na měkký lak náchylný k poškrábání nebo na vysoké náklady na servis klimatizací s novými ekologickými chladicími médii. V případě brzdových destiček Ferodo Eco-Friction s nízkým nebo nulovým obsahem mědi nicméně nová, zelená technologie v žádném případě nemůže být předmětem nespokojenosti automechaniků nebo řidičů.

Naopak ve srovnání s tradičními výrobky na bázi mědi se parametry brzdových destiček Ferodo Eco-Friction dokonce zlepšily, což se potvrdilo i v několika nejnovějších testech. Například vzdálenost, kterou potřebuje oblíbený Volkswagen Golf Mk6 k zastavení z rychlosti 100 km/h, se díky nim zkrátila o 10 %. Při zkouškách z rychlosti 115 km/h to bylo dokonce o 17 %. A brzdná dráha modelů Peugeot Boxer a Fiat Ducato z rychlosti 100 a 115 km/h se zkrátila o 12, respektive o 16 metrů.

„Nejvíce si řidiči všímají rozdílů v brzdné účinnosti. Dva zdánlivě velmi podobné výrobky jsou od sebe často z technologického hlediska na hony vzdáleny, a brzdná dráha nejhoršího výrobku může být v extrémním případě až dvakrát tak dlouhá. Není třeba vysvětlovat, jaké následky by to mohlo na silnici mít,“ řekl Silvano Veglia. „Jsme proto rádi, že zelený vývoj Ferodo Eco-Friction jde ruku v ruce se zlepšováním brzdného výkonu,“ dodal.

________________________________________________________________________ 

* tribologie – vědecký obor, zabývající se procesy tření, opotřebení a mazání

Foto:Federal Mogul a J.Svoboda