Евро 7 и тормоза

Евро 7 – тормоза в центре внимания

Удивлены формулировке? Не удивляйтесь. На самом деле в центре седьмой редакции «Евро» больше не норматив выхлопа. Впервые в практике экологического регламента особое внимание уделяется трущимся компонентам: тормозам и шинам, как источникам крайне опасных загрязнений – твердых частиц.

Автомобили становятся все чище, а электромобили вообще перестают выделять выхлопные газы. И куда деваться? Что же теперь регулировать? Нельзя же без регулирования – любая приличная отрасль должна иметь свое регулирование! Иначе до чего она может дойти – и вообразить жутко.

Заминка с поиском новой жертвы оказалась недолгой. Транспортное средство, чем бы оно ни приводилось в движение, в любом случае достаточно грязная штука. Оно непременно, так или иначе, портит экологию просто по определению – по самому факту своего существования. Хотя чаще всего это экология головного мозга господ законодателей, чья усердность в заботе об общественном благе нередко готова призреть и само это общественное благо, и экономическую целесообразность.

Вероятно, задумываясь о новом стандарте «Евро», Еврокомиссары исходила именно из этого постулата, а когда ничего путевого не придумали, похоже, вспомнили уже давно пылившийся на полке проект с тормозами – до повального запрета меди тогда дело не дошло, ограничились асбестом. Но потенциал рестрикций у него сохранился явно очень хороший.

Ну, а чтобы придать всей этой затее масштаба и нагнать пуще страху к тормозам добавили шины – они тоже истираются и тоже пылят, выделяя твердые частицы. Никто, правда, не знает сколько. И считать не хочет. Да и выведением какой-либо зависимости от внешних факторов: скорости, температуры, нагрузки, давления, влажности и т. д. заморачиваться тоже не стали. Однако безапелляционно решили – с введением «Евро 7» транспортным средствам будет разрешено выделять максимум семь миллиграммов тормозной пыли на километр.

7 мг – это много или мало? Это вообще сколько? По мнению организации «Транспорт и окружающая среда» (TE), которую цитирует немецкий «Шпигель», такое ограничение пока не создает необходимости в применении специальных фильтров или улавливающих устройств для тормозной пыли. Транспортные средства могут свободно эксплуатироваться с тормозными системами современной конструкции, при условии использования так называемых малопыльных тормозов (тормозов с низким выделением пыли).

Участники Рабочей группы Еврокомиссии по программам измерения твердых частиц (PMP) так комментируют ключевые вопросы, связанные с новым стандартом.

1. Что ждет автомобильную промышленность? Нужны ли будут в будущем пылевые фильтры для тормозов?

Мы считаем, что предел в семь миллиграммов на километр может быть без проблем соблюден при хорошо подобранных парах трения – члены нашей рабочей группы, представляющие несколько компаний-производителей, уже давно работают над уменьшением истирания рабочих поверхностей колодок и дисков. С одной стороны, за счет модификации фрикционных смесей, с другой – за счет более износостойких дисков, на которые наносится, например, особое защитное покрытие. Какие технологические приемы в конечном итоге восторжествуют, еще предстоит выяснить. Конечно же, здесь не будет единственного правильного решения – многое зависит от применения транспортного средства, условий его эксплуатации, уровня подготовки и навыков водителя, климатических факторов и т. д. Но пока мы не видим необходимости в установке дополнительной системы всасывания или фильтрации на тормозе. Впрочем, ее использование все-таки зависит от определенных технических характеристик автомобиля, а также от пожеланий производителя автомобиля транспортного средства.

2. Как сделать так, чтобы тормозные колодки производили меньше мелких частиц?

На начальных этапах мы смотрим, какие комбинации сырья в сочетании со специальными покрытиями тормозных дисков позволят нам снизить выбросы тормозной пыли. За последние 30 лет только компания TMD Friction разработала 48 тыс. различных смесей фрикционных материалов. В арсенале компании Ferodo порядка 10 тыс. актуальных рецептов. Комбинации различных материалов, наилучшим образом подобранные в соответствии с предъявляемыми требованиями, уже сейчас позволяют автопроизводителям достигать заданных целевых показателей.

3. Как вообще измерить выброс тормозной пыли?

В отличие от эмиссии выхлопных газов, для измерения которой нам требуется только одна точка на автомобиле – выбросы отработанных газов на исправном транспортном средстве происходят только из выхлопной трубы, для оценки выбросов при торможении необходимо снимать показания как минимум в двух отдельных точках – по одной на передней и задней оси. Таким образом, главная сложность заключается непосредственно в самой процедуре измерений на транспортном средстве.

Надо понимать, что частицы могут образовываться в результате вращения различных компонентов, таких как колесо, обод, тормозной диск и т. д. При этом они не направляются единым потоком в отдельный канал, как, например, система выхлопа для ОГ, а хаотично разлетаются во все стороны. Это еще больше усложняет измерение на транспортном средстве. По этой причине и для того, чтобы потери твердых частиц были минимальными, измерения следует проводить на испытательном стенде с помощью тормозного кожуха.

4. Как результаты измерений могут быть применены к реальным условиям вождения?

Для этой цели уже успешно разработан единый испытательный цикл – цикл торможения WLTP. Этот цикл был определен с использованием реальных данных автомобиля и воспроизводит различные точки срабатывания тормозов в течение более длительного периода времени, обеспечивая масштабируемую регистрацию износа тормозов. Тем самым удается достичь единообразной, максимально адекватной реальным показателям эмиссии тестовой методики для использования на испытательных стендах.

Кроме того, крайне важно проводить испытания в четкой привязке к конкретным моделям транспортных средств. Совершенно очевидно, что сочетание тормозной колодки и тормозного диска, а также масса автомобиля и распределение веса оказывают существенное влияние на характеристики износа. Поэтому эти параметры также должны быть учтены в смоделированном испытательном цикле.

5. Как обстоят дела с выбросами тормозов в электромобилях?

Используемое в электромобилях рекуперативное торможение позволяет значительно реже использовать фрикционный тормоз, поэтому тормозной пыли образуется гораздо меньше. Соответственно, программы испытаний должны будут учитывать это так называемое совмещение тормозов в будущем. Однако электромобили, как правило, тяжелее, что приводит к использованию тормозных механизмов большего размера. Так что потенциально эмиссия может оказаться весьма велика. Однако, повторимся, в реальных условиях вождения при постоянной реализации рекуперативного торможения, выбросы тормозной пыли, скорее всего, сведены к минимуму. В связи с этим можно предположить, что современные электромобили уже сегодня соответствуют будущим ограничениям на выбросы тормозов. Конечно, пока не проведены всесторонние испытания, мы не можем утверждать это абсолютно точно, но вполне вероятно, что электромобили смогут продолжать движение с сегодняшними тормозными колодками.

Стоит отметить, что на электромобилях по ряду причин все чаще в последнее время на заднюю ось снова ставят барабанную тормозную систему. С такой закрытой системой мы можем значительно лучше сдерживать выбросы. Да и защита от коррозии в электромобилях также играет особую роль, поскольку большая часть тормозных процессов происходит за счет рекуперации. В этом отношении барабанный тормоз обеспечивает гораздо лучшую защиту. Собственно именно поэтому такие электромобили как VW ID.3 и ID.4, уже сегодня сходят с конвейера с барабанными тормозами на задней оси.

6. Какое влияние окажет стандарт Евро-7 на рынок автозапчастей?

Конечно, необходимо убедиться, что тормозные колодки на вторичном рынке также соответствуют текущим ограничениям выбросов. Поэтому, чтобы не создавать новых документов, скорее всего, существующая директива ECE-R-90 будет соответствующим образом расширена. Дополнения не будут слишком масштабными. Потребуется не только — как это было до сих пор — чтобы тормозные колодки и тормозные диски вторичного рынка соответствовали оригинальным продуктам с точки зрения производительности и поведения при торможении, но также и соблюдения пределов выделения тормозной пыли.

Большой проблемой всегда является то, что тормозной диск и тормозная колодка рассматриваются как единое целое и должны соответствовать друг другу, чтобы обеспечить желаемое поведение при торможении. Для поставщиков автокомпонентов это означает, что они должны найти концепцию фрикционного материала, которая одинаково хорошо подходит и для оригинального тормозного диска и для тормозного диска, одобренного R90.

Возвращаясь в этом контексте к тормозному барабану, следует отметить и такой аспект: преимущество закрытой системы не должно стать недостатком во время технического обслуживания. То есть всегда нужно иметь возможность и необходимые средства для утилизации собранной тормозной пыли после открытия барабанного тормоза, таким образом, чтобы она не наносила вреда здоровью или окружающей среде.