„Zöldebb” fékek kellenek, és gyorsan

A tervek szerint 2025 július 1-től válik érvényessé a még megszavazásra váró Euro 7-es károsanyag-kibocsátási norma, amely elsőként a fékek és az abroncsok kopásából eredő kibocsátást is szabályozni fogja. Az új követelmények az abroncs- és a fékgyártókat is a fejlesztési tervek gyors kiigazítására késztetik.

Mind a fékek, mind az abroncsok kopásakor finom részecskék keletkeznek, melyek belélegezve veszélyt jelentenek az emberek egészségére. Az Európai Környezetvédelmi Ügynökség egy friss levegőminőségi jelentése szerint 2020-ban az európai városi lakosság 96 százaléka volt kitéve az Egészségügyi Világszervezet által meghatározott limitnél magasabb finomrészecske-koncentrációnak. Ez az EU 27 tagállamában 238 ezer idő előtti halálozáshoz vezetett.

A fékekről leváló részecskék jellemzően a PM10 (10 mikron vagy annál kisebb) és a PM2,5 méretkategóriába tartoznak, vagyis akkorák, mint a porrészecskék és a pollenek. Az Euro 7 életbelépésekor kilométerenként 7 milligrammra, 2035-től pedig 3 milligramm/kilométerre fogja leszorítani a fékekből eredő részecske-kibocsátás még megengedett értékét.

A fékgyártók és az autógyártók azonban most nem a 2035-ös, hanem a 2025-ös határidő miatt aggódnak. „Egy-egy és fél évünk van a követelmények teljesítésére” – nevezte meg az aggodalmak okát Patricio Barbale, az S&P Global Mobility elemzője.

Még gyorsabb elektrifikálás várható?

Barbale szerint az Euro 7-es fékkopási korlátjainak teljesítését kettő módon fogják megoldani: egyrészt elektrifikációval, másrészt anyagfejlesztéssel. Rámutatott, hogy a járművek az elektrifikációjuk szintjétől függően különböző számítási korrekcióban részesülnek majd. Egy csak belső égésű motort használó autó fékkibocsátását 1:1 arányban veszik számításba, vagyis a valós emissziós értéket mérik az Euro 7 követelményeihez. Egy tisztán elektromos autó esetében viszont csak a mért kibocsátás 15 százalékának megfelelő értéket jegyzik fel. Ez azt jelenti, hogy 10 milligramm/kilométeres valós kibocsátással egy belső égésű motoros autó nem fog megfelelni a kilométerenként 7 milligrammot megengedő korlátozásnak, ellenben egy elektromos autó igen, mivel annak kibocsátását mindössze 1,5-nek tekintik majd.

A plug-in hibrideknél a korrekciós faktor 0,3, a konvencionális hibrideknél 04, míg a mild hibrideknél 0,6. Ebből következik, hogy az „elektromos autóval rendelkezés hatalmas előny ennél a szabályozásnál” – mondta el Barbale, aki szerint az Euro 7 miatt sok modellt fognak 2025 után sima belső égésű hajtás helyett mild hibriddel szerelni.

A korrekciós faktorokkal az európai döntéshozók az elektromos autók regeneratív fékezésének hatásait szeretnék beemelni a számításba. A regeneratív fékezés során a konvencionális, súrlódáson alapuló fékeket nem használják, elkerülve a kopást. Mindazonáltal egy OECD kutatás szerint az elektromos járművek így is 3-8 százalékkal több fék- és abroncskopásból származó PM2,5 részecskét bocsátanak ki a nagyobb súlyukból eredően, ami jobban igénybe veszi a mechanikus fékeket. Ez kérdésessé teszi, hogy a korrekciók mértéke valóban megfelel-e a valós viszonyoknak.

A fékeket is megpiszkálják

Az elektrifikáció mellett számos más, közvetlenül a fékeket célzó módon igyekeznek csökkenteni a kopást. Ilyenek a bevonatolt féktárcsák, az új súrlódó anyagok, illetve az optimálisabb fékvezérlések fejlesztése.

A Brembo egyike az új megoldások készítőinek. A vállalat egyik nagyobb fenntarthatóságot ígérő terméke a Greentive féktárcsa, mely bevonatának köszönhetően a cég szerint „jelentősen” kevésbé kopik, mint hagyományos társai. A vállalat nem számszerűsíti a kopáscsökkentés mértékét, azonban a bevonat plusz előnyeként említi a korrózióval szembeni védelmet, ami különösen az elektromos autók esetében válhat hasznossá.

A vállalat továbbá egy speciális féknyereg dizájnt is magáénak tudhat: Az Enesys rendszerű féknyergekben egy speciális rugó teljesen elemeli a fékbetétet a tárcsától, ezáltal megszüntetve azt a minimális súrlódást, ami a betét és a tárcsa – legtöbb tárcsafékre jellemző – folyamatos érintkezéséből ered.

A Continental a BMW-vel közösen fejlesztett MK C2 brake-by-wire rendszerével optimalizálja a fékezést – a rendszert 2022 nyara óta építik be a bajor autógyártó modelljeibe. A ZF ugyancsak belevágott a fenntarthatóbb fékek fejlesztésébe: TRW márkája portfóliójában már megtalálható a Brembóéhoz hasonló „üresjárati” súrlódás nélküli féknyereg.

A SAE International által felsorolt fejlesztések önmagukban elegek lehetnek ahhoz, hogy egyes járműmodellek megfeleljenek az Euro 7-nek, azonban valószínű, hogy hibridizációval fogják őket párosítani.

A szigorúbb 2035-ös célértékek teljesítéséhez szükség lehet további újításokra. Ilyen például a részecskék levegőből kiszűrése, amit támogathat a kerekek burkolat mögé rejtése a légáramlás megmásítása által. Ezen lehetőségekkel már ma is foglalkoznak a mérnökök.