ترمزها یکی از اجزای حیاتی هر وسیله نقلیه هستند که برای کاهش سرعت و توقف ایمن آن ضروری میباشند. با هر بار ترمز گرفتن، لنت ترمز با دیسک ترمز اصطکاک ایجاد کرده و در نتیجه سایش پیدا میکند. این سایش باعث تولید ذرات بسیار ریز میشود که عمدتاً وارد هوا و خاک شده و آلودگی محیط زیست را به دنبال دارد.
ترکیبات لنت ترمز و اثرات زیست محیطی آنها
لنتهای ترمز از ترکیبات مختلفی ساخته شدهاند که شامل الیاف فلزی، آلی، مواد سرامیکی و رزینها میباشد. برخی از این مواد مانند آزبست که در گذشته به طور گسترده استفاده میشد، به دلیل اثرات سرطانزایی، شدیداً برای سلامتی انسان و محیط زیست مضر شناخته شدهاند. اگرچه امروزه استفاده از آزبست در تولید لنت ترمز ممنوع شده است، اما مواد جایگزین نیز عاری از مشکلات زیست محیطی نیستند.
ذرات حاصل از ساییدگی لنت ترمز حاوی فلزات سنگین مانند مس، آهن، روی و ترکیبات آلی هستند که ورود آنها به محیط زیست میتواند عواقب جدی به دنبال داشته باشد:
- آلودگی هوا: ذرات ریز حاصل از ساییدگی لنت ترمز به راحتی وارد دستگاه تنفسی انسان و سایر موجودات شده و باعث بروز بیماریهای تنفسی، قلبی و عروقی میشود. همچنین، این ذرات میتوانند به لایه اوزون آسیب رسانده و باعث تشدید پدیده گرمایش زمین شوند.
- آلودگی آب: ذرات ساینده لنت ترمز از طریق روانابهای سطحی وارد آبهای زیرزمینی و رودخانهها شده و باعث آلودگی منابع آبی و تهدید حیات آبزیان میشوند.
- آلودگی خاک: جمع ذرات ساینده در خاک باعث کاهش کیفیت خاک، کاهش حاصلخیزی آن و در نتیجه کاهش تولید محصولات کشاورزی میشود.
عوامل مؤثر بر سایش و تولید ذرات در لنتهای ترمز
ساییدگی لنت ترمز که سبب تولید ذرات در آن میشود به عوامل مختلفی بستگی دارد که در ادامه به مهمترین آنها اشاره خواهیم کرد:
مواد تشکیل دهنده
الیاف فلزی: این الیاف معمولاً از مس، آهن یا فولاد ساخته شده و مقاومت سایشی بالایی دارند. با این حال، سایش آنها میتواند منجر به تولید ذرات فلزی شود که برای محیط زیست مضر است.
مواد آلی: موادی مانند آزبست (که به دلیل خطرات سلامتی ممنوع شده است) و سایر الیاف آلی، مقاومت سایشی کمتری دارند اما تولید ذرات آنها کمتر است.
مواد سرامیکی: این مواد مقاومت سایشی بسیار بالا و ضریب اصطکاک پایدارتری دارند. همچنین، تولید ذرات آنها بسیار کمتر از مواد فلزی است.
رزینها: رزینها به عنوان چسبنده در لنت ترمز عمل میکنند و بر میزان سایش و تولید ذرات تأثیرگذار هستند.
شرایط کاری
دما: افزایش دما باعث افزایش سایش لنت ترمز میشود.
فشار: افزایش فشار وارده بر لنت ترمز نیز منجر به افزایش سایش میشود.
سرعت: سرعت بالاتر افزایش اصطکاک را سبب شده و در نتیجه افزایش سایش را در پی دارد.
طراحی لنت ترمز
ضخامت لنت: لنتهای ضخیمتر معمولاً عمر طولانیتری دارند اما ممکن است سایش بیشتری داشته باشند.
مواد زیرین لنت: مواد زیرین لنت بر انتقال حرارت و توزیع فشار تأثیر گذاشته و در نتیجه بر میزان سایش مؤثر است.
مقایسه انواع لنت ترمز از نظر سایش و تولید ذرات
متداولترین لنت ترمزهای مصرفی در خودروها شامل موارد زیر میشوند:
1- لنتهای فلزی
- مقاومت سایشی بالا
- تولید ذرات فلزی
- مناسب برای استفاده در شرایط سخت و دمای بالا
2- لنتهای سرامیکی
- مقاومت سایشی بسیار بالا
- تولید ذرات بسیار کم
- عملکرد پایدار در دماهای بالا
- قیمت بالاتر
3- لنتهای ترکیبی
- ترکیبی از مواد مختلف برای دستیابی به تعادل بین عملکرد و قیمت
- سایش و تولید ذرات متناسب با ترکیب مواد
عوامل تأثیرگذار بر انتخاب نوع لنت ترمز
نوع خودرو: خودروهای سنگین و خودروهای مسابقهای به لنتهای با مقاومت سایشی بالاتر نیاز دارند.
شرایط رانندگی: رانندگی در شهر یا بزرگراه، شرایط آب و هوایی و عادات رانندگی بر انتخاب نوع لنت تأثیرگذار است.
بودجه: قیمت لنتهای سرامیکی معمولاً بالاتر از سایر انواع لنت است.
راهکارهای کاهش اثرات زیست محیطی ساییدگی لنت ترمز
برای کاهش اثرات مخرب ساییدگی لنت ترمز بر محیط زیست میتوان اقدامات زیر را انجام داد:
- استفاده از مواد سازگار با محیط زیست در تولید لنت ترمز: تولیدکنندگان باید از مواد طبیعی و بازیافتی در تولید لنت ترمز استفاده کرده و از مواد مضر مانند آزبست و فلزات سنگین اجتناب کنند.
- توسعه سیستمهای ترمز کارآمدتر: با توسعه سیستمهای ترمز کارآمدتر مانند سیستمهای ترمز احیا کننده انرژی، میتوان میزان سایش لنت ترمز را کاهش داده و در نتیجه تولید ذرات ساینده را محدود کرد.
- بازیافت لنتهای ترمز مستعمل: جمعآوری و بازیافت لنتهای ترمز مستعمل میتواند از ورود مواد مضر به محیط زیست جلوگیری کرده و به کاهش مصرف منابع طبیعی کمک کند.
- ترویج فرهنگ رانندگی ایمن: با ترویج فرهنگ رانندگی ایمن و اجتناب از ترمزهای ناگهانی و شدید، میتوان میزان سایش لنت ترمز را کاهش داد.
نتیجهگیری
ساییدگی مواد لنت ترمز یکی از عوامل مهم آلودگی محیط زیست است که میتواند عواقب جدی برای سلامتی انسان و محیط زیست به دنبال داشته باشد. برای کاهش این اثرات، لازم است اقدامات جدی در سطح تولید، مصرف و مدیریت پسماندهای لنت ترمز انجام شود. با استفاده از فناوریهای جدید و مواد سازگار با محیط زیست و همچنین تغییر در رفتار رانندگی، میتوان به طور قابل توجهی از آلودگی ناشی از ساییدگی لنت ترمز کاست.