Duurzame remdelen met het oog op Euro 7
Hoe komen producenten de nieuwe emissienormen tegemoet?
De Euro 7-emissienormen zitten eraan te komen. Hoewel het geen revolutionair akkoord is, zal het toch betekenisvolle veranderingen met zich meebrengen. Voor het eerst zijn de schadelijke deeltjes afkomstig van de slijtage van remmen en banden opgenomen in dergelijk akkoord. Maar wat zijn nu precies de concrete gevolgen voor de productie en het gebruik van remmen?
Nieuwe normen
Euro 7
Onlangs heeft men de nieuwe Euro 7-normen bekendgemaakt. Hoewel het in veel opzichten een traditioneel akkoord is, zijn er ook enkele vernieuwende aspecten. Terwijl de nanodeeltjes van de uitlaat nog steeds scherp in het vizier worden genomen, worden dergelijke deeltjes afkomstig van remmen en banden nu ook gereguleerd.
Hier is uiteraard kritiek op gekomen: de auto-industrie vindt het te ver gaan, terwijl milieuactivisten stellen dat het niet ambitieus genoeg is. Er is namelijk geopteerd voor een standaard gebaseerd op massa om de limiet van dergelijke uitstoot te bepalen. Deze deeltjes afkomstig van remmen en banden zijn echter groot in aantal, maar praktisch massaloos. Hierdoor is hun inclusie in Euro 7 dus relatief beperkt.
De vernieuwde normen zijn van toepassing op personenwagens die na 1 juli 2025 worden gehomologeerd. Voor de IAM (Independent Aftermarket) is de deadline 1 juli 2026. Alle wagens uitgerust met een remsysteem dat na 1 juli 2025 is gehomologeerd, moeten dus aan de Euro 7-normen voldoen.
Concrete gevolgen
Er zijn enkele concrete gevolgen. Zo mag er vanaf 2025 nog slechts 0,5% koper zitten in Europese remblokken. Koper is een belangrijk bestanddeel van preparaten in hoogpresterende remblokken.
Het zorgt voor minder slijtage, het reduceert geluid en schokken en het verbetert ook de wrijvingsstabiliteit. Bij veel huidige remmen bestaat 5 tot 20% van de wrijvingsmassa uit koper.
Bij het remmen komen er echter ook koperdeeltjes vrij, wat erg vervuilend is. Koper moet dus grotendeels vervangen worden door andere stoffen, die gelijkwaardige voordelen bieden maar minder vervuilend werken. Hier is al veel vooruitgang in gemaakt, ondanks de complexe samenstelling van remblokken die de zaak bemoeilijkt.
Bepaalde assortimenten gebruiken een reeks metaalsulfiden, mineralen, slijpstoffen, vezels, keramische deeltjes en grafietsoorten om dezelfde slijtage- en wrijvingskenmerken te verkrijgen als die van remblokken met koper. Heel wat fabrikanten vermijden op deze manier nu al het gebruik van koper in hun producten en het materiaal is al verboden in Amerikaanse remmen.
De richtlijnen voor de IAM zijn nog onzeker
Daarnaast wordt de emissielimiet van remmen op 7 mg per kilometer gelegd. Zo is het de bedoeling om dergelijke uitstoot met 27% te verlagen ten opzichte van Euro 6/VI-voertuigen. Deze limiet zou zelfs verlaagd worden naar 3 mg vanaf 2035. Hoewel sommigen opperen dat die eerste limiet niet volstaat om fabrikanten echt aan te moedigen alternatieven te benutten, lijkt het wel een cruciale eerste stap qua regulatie te zijn.
De striktere norm van 2035 zal wellicht voor een versnelling zorgen in de adoptie van deze andere technologie. De limiet is van kracht voor zowel de voor- als achteras, waarbij de 7 mg kan worden opgesplitst (bv. 70% voor- en 30% achteremissie).
Wat met de IAM?
Momenteel zijn de belangrijkste fabrikanten van frictiemateriaal nog druk samen met de autoriteiten aan het bespreken hoe de richtlijnen voor de IAM er precies zullen uitzien. Zo zou het kunnen dat de Euro 7-emissietest wordt geïmplementeerd als een extra onderdeel voor de ECE-R90-testprocedure, die tot nu toe alleen een prestatietest is.
De Euro 7-emissietest zou dan in de vorm van een dynotest worden uitgevoerd. Concreet zou dat betekenen dat een remproduct alleen op de EU-markt mag verdeeld worden indien de ECE-R90, inclusief Euro 7-test, is vervuld.
Belang van duurzame remdelen
Het ontwikkelen van meer duurzame remdelen is van het grootste belang. Uitlaatemissies - die steevast het meest geviseerd worden - maken slechts 20% uit van alle emissie van fijne deeltjes. De overige 80% is afkomstig van de slijtage van banden en remmen. Door de sterke regulering van uitlaatemissies, zal het aandeel van banden en remmen alleen maar groeien gedurende de volgende jaren.
Remmen spelen hierbij een grote rol. Ze zijn verantwoordelijk voor ongeveer zes keer meer deeltjes dan de Euro 6-limiet toestaat voor uitlaten. De helft van die deeltjes komt in de lucht terecht en kan ernstige gezondheidsproblemen veroorzaken, waaronder ademhalingsproblemen en dementie.
De andere helft komt terecht in de grond en zorgt ook daar voor vervuiling. Als we (lucht)vervuiling dus ernstig willen aanpakken, is het noodzakelijk om banden en remmen duurzamer te maken en er vooral voor te zorgen dat ze minder schadelijke stoffen afgeven bij slijtage.
Bestaande markt
Huidige technologie
Er bestaan reeds veel technieken om rememissies te beperken. De overgrote meerderheid van deze uitstoot kan met bestaande technologie zelfs worden geëlimineerd, maar het lijkt erop dat nieuwe wetgeving noodzakelijk is om het nodige duwtje in de rug te geven. We zijn dus helemaal niet afhankelijk van gloednieuwe innovaties: de meeste oplossingen zijn er al, maar moeten nog massaal geïmplementeerd worden.
Zo zijn er onlangs nog nieuwe aftermarketremmen aangekondigd voor 2023 die een emissiereductie van meer dan 80% bieden, voor zowel PM10 als PM2.5. Het betreft gecombineerde schijven van speciale legeringen (van gesinterd tot carbon-ceramiek) of schijven met nieuwe soorten coatings, met toegewijde remkussens. Ook specifiek voor lichte vrachtwagens en elektrische voertuigen komen er bijkomende oplossingen aan.
Hitte en slijtage
Het is hierbij cruciaal om de remmen meer hitte- en corrosiebestendig te maken. Dit zorgt uiteraard voor betere prestaties, maar gaat ook schadelijke uitstoot tegen. Op deze manier gaan de mindere impact op het milieu en een langere levensduur zelfs hand in hand, door de mate van slijtage te verminderen. Dit komt ook onderhoudskosten ten goede.
Het grootste probleem is voorlopig de kostprijs
Vaak worden de componenten van innovatieve remkussens gemaakt zonder koper of nikkel, belangrijke bronnen van remvervuiling. Wat de ceramische bestanddelen betreft, worden antimoon en asbest ook steeds meer gemeden. Dergelijke remmen behalen dan ook de ECE-R90-norm. Dit alles gaat niet ten koste van de kwaliteit: deze is vaak even goed of zelfs beter.
Problemen
Het grootste probleem is voorlopig de kostprijs. Deze ligt aanzienlijk hoger dan voor conventionele, maar meer vervuilende remmen. De ontwikkeling van dergelijke alternatieven blijkt niet alleen complex, maar ook erg duur te zijn. Kostprijs speelt een grote rol in de voorlopig beperkte implementatie van deze bestaande producten. De uitdaging is dus niet zozeer om duurzamere alternatieven te vinden, maar om deze ook betaalbaar te kunnen produceren.
Hoe werken duurzame remdelen?
Er zijn in feite twee manieren om de uitstoot door remmen te verminderen. De eerste methode is het filteren van dergelijke emissies nadat ze vrijkomen. Zoals eerder vermeld is het ook mogelijk om dergelijke uitstoot überhaupt te verhinderen. De meeste fabrikanten opteren voor de tweede optie, aangezien dit het eenvoudigst en het meest duurzaam is. Filtersystemen brengen overigens vaak hoge kosten met zich mee.
Coating
Om aan de nieuwe emissie-eisen te voldoen, krijgen veel remschijven van de toekomst een extra oppervlaktebehandeling en het oppervlak van de schijf wordt voorzien van een harde coating. Dit proces op zich stopt nagenoeg de emissie van slijtagedeeltjes, tot wel 80-90%. Zoals gezegd is dergelijke technologie al op de markt.
Trommelremmen
Een alternatief voor de traditionele remschijven en -kussens zijn de trommelremmen. Deze zijn ingekapseld, terwijl de trommel zelf geoptimaliseerd is en nieuwe wrijvingscombinaties worden gebruikt. Dergelijke remmen komen al in de achterassen van bepaalde auto's voor, waardoor deze reeds voldoen aan de nieuwe Euro 7-normen zonder al te hoge kosten.
Verfijnde interactie
Daarnaast is het ook mogelijk om de interactie tussen schijven en kussens te verfijnen. Bij veel huidige remmen treedt er enige vertraging op wanneer het rempedaal wordt gelost en de kussens terugkeren naar hun standaardpositie. Door deze vertraging te beperken, wordt onnodige wrijving voorkomen en daarmee dus ook slijtage en schadelijke emissies. Het zorgt eveneens voor een efficiënter werkend voertuig, wat verbruik en CO2-uitstoot vermindert.
In het algemeen wordt er zowel aan de remmen zelf als aan de interactie tussen remmen en de rest van het systeem gewerkt, om het geheel te optimaliseren en ervoor te zorgen dat er zo weinig mogelijk kinetische energie wordt omgezet in hitte door middel van wrijving.
Elektrische voertuigen
Elektrische voertuigen vormen ook op het vlak van remmen een aparte categorie. Slijtage van de remmen kan hier drastisch teruggedrongen worden door regeneratief remmen. Een deel van de kinetische energie van het voertuig kan dan omgezet worden in elektriciteit door motoren die als generatoren werken, waardoor er minder hitte vrijkomt.
Deze elektriciteit kan op zijn beurt gebruikt worden om de batterijen op te laden. Belangrijk voor ons verhaal is dat de standaard wrijvingsremmen gewoon minder vaak gebruikt worden.
Voor- en nadelen
Net zoals de bestaande alternatieven, zullen de remmen van de toekomst extra kosten met zich meebrengen. Ook het temperatuurgedrag zal anders zijn, aangezien de coatingbehandeling een warmtebarrière vormt voor het centrale gietijzer van de rem. De huidige remschijven kunnen warmte door hun materiaalstructuur naar de gehele remschijf doorgeven.
Door de coating zullen er er nu twee lagen boven het gietijzer bestaan, waarbij elke barrière ervoor zorgt dat er meer warmte op het oppervlak blijft. De nieuwe remmen moeten dus aangepast worden om bestand te zijn tegen hogere temperaturen zonder te verkleuren of stof te veroorzaken. Hierop zijn fabrikanten nog volop aan het testen.
Er zijn, naast de mindere impact op het milieu, ook andere voordelen. Het gehele remsysteem zal minder slijtage vertonen, wat de levensduur kan verlengen van 3-4 jaar tot 6-8 jaar. Een blijvende reden voor potentiële vervanging is evenwel veroudering van de schijf (bv. roest in de koelschoepen) of scheuren in de harde coating (die kunnen leiden tot roestplekken in de schijf).
De remmen worden dus duurder, maar moeten minder snel vervangen worden. Of en hoezeer dit de totale omzet van de remmenindustrie zal beïnvloeden, is voorlopig nog koffiedik kijken.
Praktische richtlijnen
De richtlijnen voor het onderhoud van de remmen met innovatieve coatings zijn nog erg onzeker, aangezien het nog onduidelijk is om welke coatings het juist zal gaan. Een belangrijke uitdaging zal sowieso het herkennen zijn van slijtage of schade aan de functionele coating van de remschijf en of deze al dan niet moet vervangen worden. Wat de trommelremmen betreft, lijkt er alleszins geen verschil te zijn qua installatie en vervanging.
Een uitdaging is het herkennen van slijtage of schade aan de coating
Bij elektrische voertuigen zullen remmen sowieso minder snel vervangen moeten worden, dankzij het grote aandeel van regeneratief remmen. Het is bij onderhoud vooral zaak om sporen van oxidatie op te merken. Dit proces komt vaker voor bij de remmen van elektrische voertuigen, juist omdat ze minder vaak gebruikt worden. Overigens worden dezelfde onderhoudsintervallen als bij traditionele voertuigen aangeraden. Het is dus kijken naar de aanwijzingen van de fabrikant.
In het algemeen zijn remvloeistoffen met een lage viscositeit en een hoog kookpunt aan te raden voor elektrische voertuigen. De vloeistof moet hierbij immers door vrij beperkte passages stromen en moet dus erg vloeibaar zijn voor een precieze en onmiddellijke overdracht. Tevens is de geleidbaarheid best zo laag mogelijk.
Conclusie
Wat sowieso opvalt, is de onzekerheid bij heel wat fabrikanten en distributeurs. De Euro 7-normen zijn ambitieus, maar ook erg vaag. Zo is het vaak niet duidelijk wat ze nu juist inhouden voor de doorsneegaragist. Voorlopig lijken er geen directe gevolgen te zijn voor de IAM, aangezien deze markt niet gereguleerd wordt door het nieuwe voorstel; dit is iets voor de nabije toekomst.
Op dit moment kunnen we enkel de huidige stand van zaken bieden, maar het staat zo goed als vast dat er de komende maanden nog wat zal veranderen. Ook voor deze verdere ontwikkelingen kan u bij ons terecht.
Met medewerking van Brembo, Continental, Ferodo, Hella Pagid Brake Systems en TRW Automotive Distribution
