Είναι βέβαιο ότι είτε πλένοντας οι ίδιοι το αυτοκίνητό σας είτε οδηγώντας το σε ένα πλυντήριο θα έχετε προσέξει ότι οι ζάντες έχουν συνήθως μια διαφορετικού χρώματος επικάλυψη σε σχέση με το αμάξωμα: είναι η σκόνη που προκύπτει από την φθορά των φρένων.
Η σκόνη όμως αυτή δεν μένει μόνο επάνω στις ζάντες αλλά διαχέεται και στην ατμόσφαιρα αποτελώντας ένα μέρος – και συγκεκριμένα το 21% - από το 60% των σωματιδίων που προκαλούνται κατά την κίνηση των οχημάτων στους δρόμους – και δεν σχετίζονται με τη λειτουργία του κινητήρα της εσωτερικής καύσης. Σημειώνουμε στο σημείο αυτό ότι άλλη μεγάλη πηγή ρύπανσης είναι και τα ελαστικά των αυτοκινήτων, που επίσης φθείρονται και θεωρούνται μάλιστα βασικός υπεύθυνος για το τεράστιο πρόβλημα των μικροπλαστικών, που απειλεί ολόκληρο τον πλανήτη.
Η σκόνη των φρένων είναι ένα αναγκαστικό προϊόν της λειτουργίας τους, η οποία βασίζεται ακριβώς στην τριβή: η επιβράδυνση ενός αυτοκινήτου τη στιγμή που ο οδηγός πατάει το φρένο οφείλεται στο γεγονός ότι το υλικό τριβής, είτε τακάκι είναι αυτό είτε σιαγόνα, πιέζεται πάνω στο δίσκο ή στο ταμπούρο (ανάλογα με την περίπτωση) προκειμένου να μειωθεί η ταχύτητα περιστροφής του τροχού και τελικά να σταματήσει το αυτοκίνητο. Αυτό όμως έχει σαν αποτέλεσμα αφενός την αύξηση της θερμοκρασίας των τριβομένων μερών και αφετέρου τη φθορά τους. Για αυτό άλλωστε και σε τακτά χρονικά διαστήματα στο πλαίσιο των service είμαστε υποχρεωμένοι να αντικαθιστούμε και τα υλικά τριβής (τακάκια ή σιαγόνες αν έχουμε να κάνουμε με ταμπούρα) αλλά και τους ίδιους τους δίσκους.
Βλέπετε, η διαδικασία της πέδησης (κοινώς το φρενάρισμα), είναι σίγουρα μία «βαριά» διαδικασία. Σκεφτείτε ότι όλη η κινητική ενέργεια που διαθέτει ένα αυτοκίνητο το οποίο κινείται ακόμα και με 60 χλμ./ώρα – περίπου η ταχύτητα με την οποία πραγματοποιούνται και τα γνωστά crash tests - πρέπει να απορροφηθεί κατά κύριο λόγο από τα φρένα. Και για να έχετε ένα μέτρο της ενέργειας αυτής σκεφτείτε τι συμβαίνει με ένα αυτοκίνητο που… σταματά σε έναν τοίχο (και πάλι σας παραπέμπουμε στις περίφημες δοκιμές πρόσκρουσης).
Κατά συνέπεια, τα φρένα πρέπει να διαθέτουν αυξημένη μηχανική αντοχή, αλλά και να είναι σε θέση να απορροφούν και να διαχέουν μεγάλες ποσότητες θερμότητας. Αυτός είναι ο λόγος που για πολλά χρόνια ο αμίαντος κυριαρχούσε ως υλικό κατασκευής των υλικών τριβής (τακάκια και φερμουίτ). Σήμερα όμως η κατάσταση έχει αλλάξει.
Αρχικά, τα υλικά τριβής των φρένων περιείχαν αμίαντο και, παραδόξως, αυτό δεν απαγορεύτηκε πλήρως στο Ηνωμένο Βασίλειο μέχρι το 2005. Σήμερα, τα περισσότερα υλικά τριβής εμπίπτουν σε δύο κύριες κατηγορίες: οργανικά μη-αμιάντου (NAO) και μεταλλικά ή ημι-μεταλλικά. Τα μαξιλάρια NAO είναι δημοφιλή ως πρωτότυπο εξάρτημα επειδή είναι ήσυχα, λειτουργούν καλά από το κρύο και είναι εύκολο σε ρότορες δίσκων, αλλά εξαιτίας αυτού, φορούν γρηγορότερα. Τα υλικά NAO κατασκευάζονται συνήθως από ρητίνες, ίνες γυαλιού, Kevlar και ακόμη και από καουτσούκ, ενώ τα ημι-μεταλλικά και μεταλλικά υλικά περιέχουν χαλκό, χάλυβα, σίδηρο και άλλα μέταλλα. Φορούν δίσκους περισσότερο, φορούν λιγότερο και είναι ελαφρώς πιο θορυβώδεις, αλλά δουλεύουν σε ευρύτερες περιοχές θερμότητας και, ανάλογα με τα ακριβή συστατικά, είναι καλύτερα για οδήγηση με απόδοση.
Τί μπορεί να γίνει τώρα με όλα αυτά τα εκπεμπόμενα σωματίδια, πολλά από τα οποία όπως φαίνεται έχουν μεγάλες πιθανότητες να καταλήξουν στους πνεύμονες μας; Παραδόξως, η επίλυση του προβλήματος θα μπορούσε να οδηγήσει σε αυτοκίνητα με καλύτερη εμφάνιση και πολύ καθαρότερους τροχούς.
Λύση στο παραπάνω πρόβλημα επιχειρεί να δώσει η Bosch, προτείνοντας το iDisc που έκανε το ντεμπούτο του στην Porsche Cayenne το 2019. Το iDisc είναι ένας δίσκος φρένων κατασκευασμένος, όπως και όλοι οι άλλοι δίσκοι, από χυτοσίδηρο, αλλά στη συνέχεια υφίσταται θερμική επεξεργασία και γαλβανισμό για να επικαλυφθεί στη συνέχεια με καρβίδιο βολφραμίου. Σύμφωνα με την Bosch, το iDisc διαρκεί δύο φορές περισσότερο και μειώνει τη σκόνη φρένων κατά 90%.
Ενώ λίγο μετά, η Brembo παρουσίασε τον δίσκο φρένων Greentive, με παρόμοιες ιδιότητες με τον iDisc, με επίστρωση καρβιδίου βολφραμίου που εφαρμόζεται με μια διαδικασία που ονομάζεται HVOF (high-velocity oxy-fuel). Εδώ, το καρβίδιο του βολφραμίου διοχετεύεται σε μορφή σκόνης, με τη βοήθεια ενός ρεύματος πολύ θερμού αερίου, ούτως ώστε να δημιουργηθεί η επικάλυψη πάνω στο δίσκο.
Και οι δύο αυτές λύσεις κοστίζουν περισσότερο από έναν τυπικό δίσκο, αλλά προσφέρουν καλύτερο φρενάρισμα, αφήνοντας παράλληλα τις ζάντες να γυαλίζουν για μεγαλύτερο διάστημα, αφού εμποδίζουν την επικάλυψή τους από τη χαρακτηριστική μαύρη σκόνη των φρένων. Οι κατασκευαστές ισχυρίζονται μάλιστα ότι αυξημένο κόστος αντισταθμίζεται από την μεγαλύτερη διάρκεια ζωής του εξαρτήματος: για παράδειγμα, η Brembo λέει ότι το Greentive μπορεί να διαρκέσει πάνω από 120.000 χιλιόμετρα.
Η παραγωγή τέτοιων δίσκων σε μεγάλες ποσότητες θα μπορούσε να ρίξει το κόστος τους καθιστώντας τους μία λύση η οποία θα μπορούσε να εφαρμοστεί και σε αυτοκίνητα προσιτά στο ευρύ κοινό - και όχι μόνο σε πανάκριβες Porsche.
