W ramach normy Euro 7 po raz pierwszy zwrócono uwagę na emisję pyłu hamulcowego. Eksperci z branży hamulcowej pracują nad dostosowaniem produktów do nowych przepisów, które zaczną obowiązywać pod koniec 2026 roku.

TMD Friction, właściciel marki Textar, od 2016 r. jest aktywnie zaangażowany w pracę grupy roboczej Programu Pomiaru Cząstek Stałych (PMP, z ang. Particle Measurement Programme) Europejskiej Komisji Gospodarczej Organizacji Narodów Zjednoczonych. Jako kluczowy partner w kształtowaniu nowych przepisów, TMD Friction wspiera opracowanie metodologii, przebiegu badań i konstrukcji stanowiska do pomiaru emisji pyłu hamulcowego dla normy Euro 7, a także dzieli się spostrzeżeniami na temat wyzwań i możliwości stojących przed branżą.

Coraz bardziej rygorystyczne przepisy oraz postęp technologiczny wpłynęły na znaczące ograniczenie emisji szkodliwych substancji ze spalin samochodowych. Pomimo tego, a także stale rosnącej liczby pojazdów elektrycznych, zanieczyszczenie powietrza pozostaje wysokie, zwłaszcza w dużych miastach. Wynika to z faktu, że większość emisji z ruchu drogowego nie jest już generowana przez spaliny, ale przez ścieranie hamulców i opon. W efekcie tarcia w układzie hamulcowym drobne cząsteczki powstają z tych elementów i są uwalniane do powietrza niezależnie od rodzaju napędu pojazdu.

Cząstki stałe to już nie tylko uciążliwość dla kierowców, którzy cenią sobie czyste felgi, ale stanowią zagrożenie, mogąc negatywnie wpływać na zdrowie ludzi i środowisko. Dlatego wraz z wejściem w życie nowych przepisów, producenci sprzedający części na terenie Unii Europejskiej będą musieli priorytetowo zająć się poszukiwaniem bardziej ekologicznych rozwiązań.

Nacisk na ograniczenie emisji przez producentów

Wejście w życie normy Euro 7 oznacza znaczącą redukcję ścieralności hamulców, zwiększając tym samym wymagania stawiane klockom hamulcowym. Konieczne będzie opracowanie nowych koncepcji umożliwiających czystsze hamowanie przy jednoczesnym utrzymaniu skuteczności działania.

Decyzja o ograniczeniu ścieralności hamulców zapadła już w najważniejszych organach Unii Europejskiej. Projekt przewiduje, że emisja cząstek stałych pochodzących ze ścierania hamulców (PM10) nie może przekraczać 3-11 mg na kilometr na pojazd, w zależności od klasy pojazdu i rodzaju napędu. Norma została przyjęta, a ostatecznej daty wejścia przepisów w życie na terenie UE można spodziewać się w bliskiej przyszłości.

Przewidywane okresy przejściowe dadzą producentom oryginalnego wyposażenia OE i na niezależny rynek części zamiennych nieco więcej czasu niż pierwotnie przewidywano na opracowanie i homologację odpowiednich rozwiązań. W zależności od klasy pojazdu i kanału sprzedażowego (oryginalne wyposażenie i części zamienne) będzie to od 30 do 60 miesięcy. TMD Friction, jako właściciel m.in. marki Textar i firma specjalizująca się w technologii hamowania, już teraz współpracuje z producentami samochodów nad nowymi koncepcjami, które pozwolą znaleźć niskoemisyjne rozwiązania cierne dla ich pojazdów.

Wymagane nowe koncepcje cierne

Wbrew powszechnej opinii, to nie klocki hamulcowe są głównym źródłem pyłu hamulcowego. Aż 80% zanieczyszczeń zbierających się na obręczach kół pochodzi z tarcz. Ilość usuniętego materiału tarczy zależy od zastosowanej mieszanki ciernej klocka hamulcowego. Sam ten czynnik nie wystarcza już do spełnienia limitów Euro 7. Dlatego niezbędne są nowe, jeszcze bardziej innowacyjne koncepcje cierne.

Przedstawiciele branży pracują obecnie nad znalezieniem rozwiązań, które będą zgodne z normą emisji Euro 7. Pomysłów jest kilka. Jednym z nich jest wychwytywanie pyłu hamulcowego po jego wytworzeniu za pomocą filtrów. Innym jest walka z emisją i powstawaniem pyłu hamulcowego bezpośrednio u źródła, czyli na klocku hamulcowym i tarczy hamulcowej.

Vincenzo Di Caro, Senior Manager Vehicle Programme w TMD Friction, uważa, że limity emisji nowej normy Euro 7 mogą zostać osiągnięte dzięki odpowiednio dobranym materiałom ciernym.

– Nie ma potrzeby stosowania specjalnych filtrów ani systemów odciągowych, aby wychwytywać emisje, które już nastąpiły. Obecnie najbardziej obiecującą koncepcją redukcji emisji jest pokryta twardym materiałem tarcza hamulcowa współpracująca z klockiem wykonanym z mieszanki dobranej specjalnie pod kątem danego pojazdu  – mówi Vincenzo Di Caro, Senior Manager Vehicle Programme w TMD Friction.

TMD Friction jest jednym z niewielu producentów klocków hamulcowych na fabryczne wyposażenie, w ciągu ostatnich 30 lat opracowała ponad 50 tysięcy różnych mieszanek ciernych klocków hamulcowych. Aby uzyskać pożądany efekt końcowy, skomplikowana receptura powstaje z nawet 43 odpowiednio dobranych surowców. W celu osiągnięcia odpowiednich właściwości wymaganych dla układu hamulcowego danego pojazdu, dział badawczo-rozwojowy monitoruje wpływ składu mieszanki na skuteczność, trwałość i opłacalność zestawu tarcza-klocek. Eksperci na stanowiskach badawczych i torze testowym kontrolują również komfort hamowania i poziom hałasu. Kluczowe znaczenie będzie miało zachowanie trybologiczne i hałas, wibracje oraz szorstkość powlekanych tarcz z żeliwa szarego. Uzyskanie niskiej ścieralności przy maksymalnej skuteczności i jednoczesnym ograniczeniu emisji zanieczyszczeń będzie możliwe do osiągnięcia tylko przez specjalistów, którzy sami opracowują materiały cierne i są zaangażowani w projekty już na wczesnym etapie.

Oprócz wyzwań o charakterze technicznym, nowe przepisy Euro 7 spowodują również dodatkowe utrudnienia ekonomiczne. Opracowanie odpowiednich rozwiązań na niezależny rynek części zamiennych wymaga szeroko zakrojonych działań. Inwestycja w samo stanowisko testowe to koszt ok. 1,5 miliona euro, a czas pracy nad jedną mieszanką to ok. 27 godzin. Proces ten obejmuje sześć cykli, z których każdy symuluje 303 operacje hamowania na dystansie 192 km.

Nie tylko OE

Nowa norma będzie miała zastosowanie w przypadku wyposażenia fabrycznego, ale bez wątpienia wpłynie również na niezależny rynek części zamiennych. Najprawdopodobniej stanie się to poprzez dyrektywę ECE R90, dzięki czemu standardy Euro 7 będą istotne również dla tego sektora. Klocki i tarcze hamulcowe dostępne na niezależnym rynku części zamiennych, oprócz dotychczasowych wymagań dotyczących zgodności z oryginalnymi częściami pod względem skuteczności, będą musiały spełniać restrykcyjne normy emisji.

Obecnie trwają prace nad ustaleniem szczegółowych wymagań homologacyjnych Euro 7 dla niezależnego rynku części zamiennych. Możemy spodziewać się, że wkrótce zostaną opublikowane oficjalne wytyczne dotyczące nowych standardów i okresów przejściowych. Powinno to dać firmom z tego sektora rynku czas na zapoznanie się z różnymi rozwiązaniami oferowanymi przez producentów pojazdów oraz na opracowanie i homologację odpowiednich produktów.

Z reguły mijają co najmniej rok lub dwa lata, zanim nowe pojazdy trafią do niezależnych warsztatów lub konieczna jest wymiana klocków bądź tarcz hamulcowych. Jeśli wymiana będzie potrzebna wcześniej, jeszcze przed upływem okresu przejściowego na przykład w wyniku intensywnej eksploatacji samochodu, odpowiednie części będą dostępne w serwisie autoryzowanym.

Mniejsze zużycie będzie oznaczało, że interwały wymiany nie będą już określane przez osiągnięcie limitu zużycia, jak miało to miejsce wcześniej, ale na podstawie przedziałów czasowych. Można to traktować jako motoryzacyjną „datę przydatności do spożycia”, ponieważ komponenty będą starzały się ze względu na warunki pracy, a zatem ich wymiana będzie konieczna.

Wyznaczanie kierunku na rynku wtórnym

Aby dostarczać na rynek części zamiennych skuteczne rozwiązania dotyczące hamowania niskoemisyjnego gdy tylko pojawi się taka potrzeba, TMD Friction pracuje już teraz. Firma opiera się tu na zaawansowanych koncepcjach materiałów ciernych z produkcji seryjnej, które już teraz zapewniają optymalny stosunek zmniejszonego pylenia do wysokiej skuteczności hamowania – nawet przy wysokich prędkościach.

Zbliżający się termin

Przepisy dotyczące normy Euro 7 weszły w życie 28 maja 2024 roku. Pomimo tego, że okres przejściowy daje dodatkowy czas na ich wdrożenie, kluczowe jest, aby branża motoryzacyjna była świadoma i przygotowana na nadchodzące zmiany. Opracowanie odpowiedniego rozwiązania, które będzie zgodne z wymogami prawnymi, a także spełni oczekiwania w kwestii skutecznego działania, wymaga czasu, wiedzy i wydatków.