Federal-Mogul Eco-Friction, a rézszegény fékbetétanyag

Megelőzve az előírásokat

A réz a nagy teljesítményű fékbetétek egyik legfontosabb összetevője, mivel korlátozza a betét és a tárcsa kopását, a zajokat és rezgéseket, valamint nagy hőmérséklet-tartományban biztosít stabil súrlódást.

A Federal-Mogul Corporation kifejlesztett egy sor kis- és zéró réztartalmú fékbetétformulát az új tribológiai ujjlenyomatvétel-eljárással. Amíg a vállalatok azon dolgoznak, hogy a törvény hatályba helyezése előtt sikerüljön alternatív anyagokat bevezetniük, a Federal-Mogul Eco-Friction anyagai már kiváló eredményeket értek el a fogyasztói teszteken.

A réz teszi ki az azbesztmentes (NAO-Non-Asbestos Organic) és kis acéltartalmú betétanyagok 5–20%-át, melyeket Észak-Amerikában, Ázsiában és Európában használnak. Környezeti hatásai miatt azonban korlátozni fogják az alkalmazását, de az is lehet, hogy teljesen betiltják a használatát. Már eddig is voltak betétanyagok, melyek nem tartalmaztak rezet, de csak Észak-Amerikában utángyártott alkatrészek esetében. Ezek a betétek viszont nem felelnek meg a zajosságuk miatt, és nagy sebességről fékezve nem biztosítanak megfelelő súrlódást.

Figyelembe véve a súrlódás, kopás és kenés hatáselveit, a Federal-Mogul tribológiai ujjlenyomatvétel-módszere minden fékbetétet alkotó nyersanyagról készített egy adatsort, melyeket a tudósok felhasználtak, és megvizsgálták, hogyan változnak ezek a jellemzők a hőmérséklet változtatásával. 1500 lehetséges anyagot vizsgáltak, hogy megtalálják azokat az alternatív anyagokat, melyek ugyanolyan hőmérséklet-tartományban azonos kopást és súrlódást produkálnak.

„Ezeknek a minden apró részletre kiterjedő adatsoroknak a fejlesztése tette lehetővé, hogy rövidebb fejlesztési idő alatt hozzunk létre nagy teljesítményű anyagokat” – magyarázza Frank Münchow, a Járművédelem és -biztonság osztály műszaki és innovációs vezetője. „Normál esetben egy fékbetét kifejlesztése nagyon sok iterációt tartalmaz. A leginkább időigényes része a fejlesztésnek a fékbetét anyagának fő összetevőit meghatározni a kívánt kopás és súrlódás eléréséhez. Az egyes anyagok kémiai és fizikai jellemzőinek és ezek tribológiai hatásainak mélységi megértése révén kiküszöböltük a folyamatos próbálgatásokat és hibákat, nagyon hatékony lett a fejlesztésünk. Ma már képesek vagyunk egy alapvető összetevőt is – mint például a réz – lényegesen kevesebb idő alatt lecserélni, mint vetélytársaink, és anyagtól függően körülbelül 50%-kal gyorsabban tudunk validálni új anyagokat” – tette hozzá Münchow.

Nincs egyetlen olyan anyag sem, amely önmagában tudná helyettesíteni a rezet. A fékbetétek anyaga 20–30 különböző összetevőből áll, és mindegyiknek megvan a saját funkciója. A Federal-Mogul Eco-Friction betétei fém-szulfidokat, ásványokat, abrazív anyagokat, rostokat, kerámiarészecskéket és különböző grafitokat tartalmaznak, hogy elérjék ugyanazokat a tulajdonságokat, mint a réztartalmú betétek.

Az Egyesült Államokban jogszabályokkal igyekeznek kiszorítani a réztartalmú betéteket, kezdetben (2021) a betét teljes súlyának 5%-a lehet a réztartalom, de ez a későbbiekben (2025) lemegy 0,5% alá. A járműgyártók is igyekeznek kis réztartalmú betéteket készíteni, melyek a jövő járműveinél már nem mint alternatív, hanem mint standard anyagú betétek jelennek meg. A Federal-Mogul már most szerzett új vevőket a kis- és nulla réztartalmú betétekre Észak-Amerikában és Európában.