Медните спирачки са вредни за здравето
Еко блок вчера и днес
Напредъкът е двусмислено нещо. Уви, с всички постижения на цивилизацията, това е точно така. Например, колкото е по-удобно за човек, толкова по-зле за природата. И автомобилите играят тук, макар и не основната, но много забележима роля.
Емисии на отработени газове, течове на технически течности, продукти от износване на компоненти и части, автомивки и сервизи, изградени в нарушение на санитарните стандарти, несъвършено изхвърляне, сметища за боклук. Всичко това натоварва непосилно естествените "филтри и регенератори" на нашата планета.
А броят на "самоходните инвалидни колички" нараства с фантастични темпове. Е, как да не затегнем екологичните изисквания? Естествено в дистрибуцията попадат и автокомпонентите. Преди около 30 години азбестовите влакна в спирачните накладки не притесняваха никого. Ами спирачките прах с азбест и нека се прашат сами. Но те се забавят добре и са евтини за производство.
Сега правилата на ИКЕ на ООН забраняват използването на този минерал в спирачните продукти. Страните от Европейския съюз не произвеждат сами азбестови подложки и не пускат такива продукти в домовете си. Dura lex, sed lex - законът е суров, но си е закон.
Днес понятието "екологичен блок" се разшири. Водещи производители на авточасти казват, че вече предлагат спирачни накладки и накладки без съдържание на мед. И много се гордеят с това.
Правилно горд. Медта във фрикционните продукти също не е дар за околната среда. И това е меко казано. За да не бъдем голословни, нека разгледаме някои химически и технологични тънкости.
Лоша добра мед
Медта отдавна е въведена във формулата на фрикционната смес, от която са формовани спирачните накладки. Или по-скоро натрошени месингови или бронзови стърготини.Беше и хубаво, и лошо. Отначало те се радваха на доброто, но не мислеха за лошото. Но тогава все пак се замислиха, животът ги принуди.
Какво е добро в него - в медта? Първо, има отлична топлопроводимост. Запомнете: бабите в селата винаги вареха сладко в медни легени - не изгаряше в тях. По същата причина медта перфектно отвежда топлината от контактната зона на фрикционната накладка с контратялото - спирачния диск или барабан.
Второ, медта е много приятелска към контратялото. Тъй като е по-мек от стомана или чугун, той подпомага процеса на разработване на накладките, като предпазва дисковете и барабаните от надраскване.
Но, както се оказа, това не е основното! Водещи триболози, по-специално I.V. Крагелски и А.В. Чичинадзе изследва и описва така наречения трансферен ефект, когато медта образува много тънък филм върху триещи се повърхности при високи скорости и температури. Той изравнява и облагородява тези повърхности и по този начин намалява износването на триещите се двойки. По отношение на дисковите спирачки това означава следното: медта допринася за частичното възстановяване на диска, намалява разликите в дебелината му и стабилизира коефициента на триене.
И какво му е лошото - в същата мед? Първо, води! Именно от него започна преследването на медта в спирачните накладки. В крайна сметка, както току-що споменахме, не самата мед (химически чист метал) влезе във фрикционната смес, а всички видове скрап от цветни метали, месинг и бронз. Включително оловен бронз. А оловото и дивата природа са несъвместими - спомнете си поне забраната за използване на оловен бензин.
Второ, самата мед е тежък метал. Попадайки в околната среда с продуктите на износване на облицовката, той се окислява, образувайки меден оксид CuO. И той доброволно реагира със слаби киселини, по-специално със сярна киселина H2SO3.
Откъде идва сярната киселина в околната среда? Забравихте ли за емисиите от промишлени предприятия, за серен диоксид SO2, например? За киселинни дъждове, систематично падащи тук и там? Така че медният оксид реагира с киселина, образувайки соли, по-специално меден сулфат CuSO4 • 5H2O. И той не само се бори с вредителите на градини и градини, но също така е способен да съсипе човек. Не е шега - смъртоносната доза меден сулфат за възрастен е от 8 до 30 грама.
И така медта за "обувки" изпадна в немилост на еколозите - и с право. Солите на тежките метали не са на път с човек.
„Кой, ако не ти? Кога, ако не сега?
Стоманената вата обаче има много по-уязвимо място - тя се "запрашава" с железен оксид Fe3O4, образувайки характерно черно покритие върху шублера и колелото. В някои страни, например в Америка, количеството му е регулирано. Следователно, да речем, за европейски Ford стоманената вълна в спирачните накладки е приемлива, но не и за американския Ford.
Има ли универсална рецепта - за всички държави, континенти, марки и модели? До и без мед и без желязо? Оказва се, че има. Това са NAO - неазбестови органични нестоманени състави на накладки за дискови спирачки.
LAO-технологиите бяха обсъдени по-специално на международните симпозиуми по трибология на триещите се материали "Ярофри". Тези представителни форуми (на тях дойдоха учени и практици от много страни!) се проведоха в JSC TIIR, а ABS-auto разказа за това.
Фрикционни продукти на базата наформулировките на HAO имат по-стабилни и предвидими характеристики от техните "железни" колеги. И трябва да се признае, че водещи чуждестранни компании, световноизвестни производители, не само изключиха медта от своите формулировки, но и усвоиха HAO-композитите в масово производство. Всъщност те са обект на тяхната гордост, както споменахме в началото на нашата история.
А какво да кажем за местните производители? Как могат да угодят на пазара? Оказва се, че много! Току-що споменахме ярославското предприятие OAO TIIR. Читателите обаче вече са добре запознати с това: именно тук създадоха OEM дискови спирачни накладки за Mercedes и OES дискови спирачни накладки за Land Rover и Ford (вижте статията „Спирачки, Европа!“, „ABS-auto“ № 12/2011, стр. 12-13).
И така: накладки без мед се произвеждат тук от края на 90-те! Освен това по това време малко се мислеше за екология, времето беше друго. Има и други опасения: цветните метали внезапно поскъпнаха, включително медта. Така че те започнаха да търсят негов заместител - и го намериха, като същевременно решиха най-трудния екологичен проблем за елиминирането на оловото и медта от рецептата.
Фрикционният материал "TIIR-260" стана първородният в новото семейство. Неговото "житейско кредо" е без азбест, без мед!
Линията от композити решава всички проблеми, пред които е изправена старата медна жена - тук има ефективно отстраняване на топлината, внимателно отношение към контратялото и много повече.
Вярно, така и не ни разкриха подробности - какви съставки има в тези рецепти, колко са. Това е нормално: "ноу-хау", производствени тайни. Все едно, разработки от световна класа. Не е за нищо, че "грандовете" на световната автомобилна индустрия си сътрудничат с това ярославско предприятие.
Благодарим на специалистите от JSC "TIIR" ръководител на изследователския център Евгений Pivn и ръководителлаборатория на канд. техн. наук Вера Изюмова за помощ при подготовката на статията