Prašnost brzdových destiček

Prašnost brzdových destiček je jedna ze základních vlastností sledovaných při hodnocení kvality brzdového obložení vznikající třením jednotlivých komponent brzdového systému a obrušování svrchních vrstev z povrchu brzdového obložení. Prašnost je tak přirozenou součástí fungování brzd u automobilu, cílem výrobců brzdových destiček je ale snížit emise prachu na co nejmenší úroveň, a to zejména s ohledem na snížení emise těžkých kovů, jedovatých látek a látek nepříznivých pro životní prostředí. 

Základní data o prašnosti brzdových destiček

Za 1 km průměrné jízdy je do okolí emitováno 10-20 mg prachu z brzdového obložení osobního automobilu, 30 mg u lehké dodávky a 50-80 mg u nákladního automobilu.
80-90% z těchto emisí jsou mikročástice menší než 10 mikrometrů. Polovina z toho jsou částice menší než 2.5 mikrometru. Nejmenší částice mají 100 nanometrů.

Snížení emisí prachu z brzdových destiček automobilů zahrnuje několik strategií, od volby materiálu směsi pro třecí plochy brzdového obložení přes změny v konstrukci brzdových systémů nebo aplikaci speciálních povrchových nátěrů až po nové technologie minimalizace vzniku prachu. 

Vliv složení směsi brzdových destiček na jejich prašnost

Složení směsi, která tvoří styčnou plochu brzdového obložení, která se při brzdění po přitlačení na brzdový kotouč otírá, má vliv na míru prašnosti, tedy na míru uvolňování otíraných částic do okolního prostředí.
Podle použitých komponent ve směsi brzdového obložení lze odlišit více a méně prašné směsi. V současné době jsou na trhu k dispozici tři základní druhy brzdových směsí - organické, semi-kovové a keramické.

• Organické směsi brzdového obložení jsou základním výchozím bodem pro hodnocení prašnosti a jiných vlastností brzdových destiček. Ustálenost jejich používání po zákazu používat ve směsích azbest po roce 1970, je dáno cenou, účinností za studena, nízkou hlučností i životností. Složení prachu organických směsí brzdových destiček vychází z chemického složení použitých materiálů ve směsích a jejich tepelné odolnosti a změn za vysokých teplot v místě tření (základem pro organické destičky je uhlík, guma, sklo, kevlar). Organické destičky obsahují většinou 10-30 % kovových materiálů, zejména mědi. Na trhu lze sehnat také destičky se sníženým obsahem kovů (max 5 %).
• Semi-kovové směsi brzdového obložení jsou méně prašné než směsi organické. Snížená prašnost je dána zejména větší rezistencí vůči opotřebovávání oproti organickým destičkám. Směs je tvrdší než směs organická, obsahuje 30-50 % kovu, zejména mědi, železného prachu a ocelové vlny doplněné o modifikátory tření. Na rozdíl od organických směsí se zahřátím do prachu nedostává tolik škodlivých sloučenin, na druhou stranu vyšší odolnost vůči otěru na straně destičky zvyšuje opotřebovávání brzdových kotoučů. Emise prachu je plná miniaturních kovových špon a pilin.
• Keramické směsi brzdového obložení mají nejmenší emise prachu v porovnání se směsí organickou i semi-.kovovou. Složení směsi kombinuje vlastnosti keramických vláken s plnidly, vznikající prach neobsahuje tolik jedovatých látek jako destičky organické. Na rozdíl od semi-kovových destiček neodírají tolik ani brzdové kotouče, naopak od výše uvedených typů mají příliš velkou tepelnou stabilitu, kterou kovový kotouč není schopen dorovnat (při chybněm spárování materiálu destičky a kotouče může dojít k poškození brzdových komponent horkem). 

 

Vliv konstrukce brzdových systémů na prašnost brzdového obložení

Tvar nebo struktura samotných brzdových destiček má vliv na rovnoměrnost tření mezi brzdovým obložením a brzdovým kotoučem. Volba vhodného tvaru a struktury tak má vliv na otěruvzdornost, tedy na množství prachu uvolňovaného do okolí. Minimalizace opotřebení brzdové destičky a snížení prašnosti spolu souvisejí - opotřebováva-li se destička méně, méně práší. 
Nové technologie minimalizující emisi prachových částic zahrnují také změny konstrukce celých brzdových systémů. Zapouzdření brzdového obložení nebo celého brzdového systému umožňuje zachytávat brzdový prach před jeho uvolněním do životního prostředí.
 

Vliv aplikace povrchových nátěrů pro snížení prašnosti brzdových destiček

Snížit prašnost brzd lze použitím speciálního povrchového nátěru brzdových destiček. Nátěr nemění složení samotné směsi obložení, ani nezasahuje do konstrukce brzdového systému, ale vytváří povrchovou vrstvu na styčných plochách brzdového obložení. Produkce prachových částic je v prvotní fázi tímto nátěrem minimalizována.
 

Vývoj brzdicích systémů pro minimalizaci emisí z brzdových destiček

Čtvrtým způsobem, jak zabránit uvolňování prachu z brzdového systému do ovzduší a do okolí, je aktivní vývoj minimalizující množství vyprodukovaných částic. Novější technologie managementu prachových emisí se ubírají cestou vývoje vysavačů, které budou prach po jeho produkci aktivně ukládat do zásobníků. 
Alternativou k minimalizaci produkce prachových část z brzdového obložení je rozšiřování rekuperačních brzdových systému, které jsou používány u elektrických a hybridních vozidel. Rekuperační systémy suplují práci brzdových destiček, tím pádem prodlužují jejich životnost a omezují vznik prachového otěru zkrácením doby jejich používání.
 

Proč je snižování prašnosti brzdových destiček důležité?

Snaha o snižování prašnosti brzdových destiček sleduje tři cíle. 

1. Prvním cílem je snížení emise cizorodých látek do životního prostředí. 
2. Druhým cílem je snížení opotřebovávání brzdových destiček. Cíl snížit prašnost destiček je spojen s cílem prodloužit životnost a zlepšit účinnost brzdových systémů. 
3. Třetím cílem je minimalizace produkce látek škodlivých pro člověka, který prach z brzdových destiček může dýchat. 

Díky vývoji brzdových směsí je již prach bez azbestu

Složení směsí pro brzdové obložení doznalo za léta vývoje velké změny, a to s ohledem na efektivitu, ekonomičnost i pohodlnost provozu. Prašnost brzdových destiček i složení emisí prachových částic uvolňovaných bržděním postupuje ke kvalitativním i kvantitativním zlepšováním.
Kvantitativně se ustupuje od směsí s výraznou tendencí k otěru ke směsím otěruvzdornějším, a to i za vysokých provozních teplot. 
Kvalitativně se vývoj přesunul od směsí s příměsí azbestu nejprve k organickým plně bezazbestovým směsím, poté k semi-kovovým a nově ke keramickým směsím. Emise vláken azbestu, které při používání prvních brzdových destiček unikaly do okolí, jsou v současné době plně eliminovány.

Co může udělat majitel vozidla pro zmenšení emisí prachu z brzdového obložení?

• Vybírat při koupi brzdoví destičky se směsí, která je méně náchylná na otěr nebo její složení nezatěžuje tolik životní prostředí. V současné době, kdy jsou na výběr standardní směsi, semi-kovové směsi a keramické směsi, je méně prašnou variantou brzdová destička s keramickým obložením.
• Dbát na rovnoměrné sjíždění brzdových destiček. Zejména při výměně nových brzdových destiček a ponechání stávajících brzdových kotoučů je zvýšená pravděpodobnost, že se prašnost dočasně zvýší, než se brzdová destička obrusem přizpůsobí tvarem styčné plochy již vyjetým drážkám na brzdovém kotouči. V případě výměny obou brzdových komponent současně je nezbytné dodržet pokyny výrobců brzdových destiček a kotoučů. Pokyny stanovují dodržet v prvních desítkách kilometrů méně agresivní brzdnou sílu, aby se kotouče nezvlnily.
• Jezdit plynuleji tak, aby brzdový systém byl používán co nejméně. Jízda šetřící brzdové obložení se vyznačuje plynulým dojížděním na křižovatkách, dostatečnou rezervou na pomalé dobržďovaní při dojetí vozidla před sebou, dobržďování motorem se zařazenou rychlostí a předjímáním vývoje dopravní situace na silnici.