Während sich ein Großteil der weltweiten Diskussion über Automobilemissionen auf Abgasschadstoffe konzentriert, rückt eine andere, weit verbreitetere Art der Verschmutzung ins Rampenlicht: Reifen- und Straßenabriebpartikel.
Mit der Umstellung der Branche auf Elektrofahrzeuge (EVs) verlagert sich der Fokus von dem, was aus dem Auspuff kommt, hin zu dem, was auf dem Asphalt zurückbleibt.
Зміст
Die wachsende Herausforderung durch Feinstaub
Reifenverschleiß ist ein doppeltes Problem. Aus Verbrauchersicht bedeuten hohe Verschleißraten ein schlechtes Preis-Leistungs-Verhältnis. Aus ökologischer Sicht erzeugt die Reibung zwischen der Kontaktfläche eines Reifens und der Straßenoberfläche mikroskopisch kleine Partikel, die in die Luft- und Wassersysteme gelangen.
Dabei geht es nicht nur um den Gummi selbst; Wenn sich die Reifen abnutzen, tragen sie auch zur Verschlechterung der Straßenoberfläche bei und erzeugen einen komplexen Cocktail aus Trümmern. Laut Branchenexperten von Continental und der European Tire and Rim Technical Organization (ETRTO) bestimmen mehrere Faktoren die Rate dieses Verschleißes, die von der geringsten bis zur größten Einflussgröße reichen:
- Wetterbedingungen
- Temperatur
- Reifendesign
- Fahrzeugtyp
- Qualität der Straßenoberfläche
- Routentopologie (die „Form“ der Reise)
- Fahrverhalten (der wichtigste Faktor)
Regulatorischer Druck: Der Euro-7-Katalysator
Die Dringlichkeit, dieses Problem zu lösen, wird durch die bevorstehende Gesetzgebung bestimmt. Die Euro-7-Abgasvorschriften werden voraussichtlich ab 2028 strenge Grenzwerte für Reifenverschleißemissionen innerhalb der EU einführen.
Diese regulatorische Änderung bedeutet, dass sich Hersteller nicht mehr ausschließlich auf die Motoreffizienz konzentrieren können; Sie müssen jetzt Reifen entwickeln, die den Partikelausstoß minimieren, ohne die wichtigste Funktion des Fahrzeugs zu beeinträchtigen: Sicherheit durch Grip.
Technologische Durchbrüche in der Messung
Um diese neuen Standards zu erfüllen, entwickeln Branchenführer wie Michelin und Continental ausgefeilte Methoden, um diese unsichtbaren Partikel zu „sehen“ und zu messen. Herkömmliche Methoden haben Schwierigkeiten, zwischen verschiedenen Verschmutzungsquellen zu unterscheiden, aber neue Technologien ändern das.
Fortschrittliche Erkennungssysteme
Bei den jüngsten Innovationen handelt es sich um spezielle Hardware, die darauf ausgelegt ist, Daten am „Ursprungsort“ zu erfassen:
– Vakuumbasierte Sammlung: Neue Systeme verwenden Vakuumgeräte, die direkt hinter angetriebenen Rädern auf Straßenniveau montiert sind, um Partikel beim Ablösen physisch aufzusaugen.
– Quellenunterscheidung: Mithilfe fortschrittlicher Sensoren können diese Systeme nun unterscheiden, ob luftgetragene Partikel von den Reifen, den Bremsen oder der Straßenoberfläche selbst stammen.
– Das OLRAP-Projekt: Continental hat kürzlich ein Projekt mit dem Titel „Online-Analyse luftgetragener Reifenverschleißpartikel am Ursprungsort und Unterscheidung von anderen Quellen“ (OLRAP) abgeschlossen, um diese Dynamik besser zu verstehen.
Präzise Daten und Reifendesign
Neue „Multisampler“-Geräte ermöglichen Forschern die Kategorisierung von Partikeln anhand spezifischer Antriebsvorgänge. Beispielsweise können Ingenieure jetzt zwischen Partikeln, die während einer Geradeausfahrt freigesetzt werden, und denen, die bei starker Kurvenfahrt freigesetzt werden, unterscheiden.
Durch die Korrelation von Partikelgröße, -menge und -struktur mit Geschwindigkeitsprofilen und Querbeschleunigung können Hersteller hochpräzise Daten an ihre Forschungs- und Entwicklungsabteilungen zurückgeben. Dies ermöglicht die Optimierung von Reifenmischungen und -designs, um den Verschleiß insbesondere bei Fahrmanövern mit hoher Belastung zu reduzieren.
Das Sicherheitsparadoxon
Die zentrale Herausforderung für Ingenieure ist ein grundlegendes physikalisches Paradoxon: Griff erfordert Reibung und Reibung verursacht Verschleiß.
Die Hauptaufgabe eines Reifens besteht darin, die Fahrzeugkräfte auf die Straße zu übertragen, um die Kontrolle und das Bremsen zu gewährleisten. Eine zu aggressive Reduzierung des Verschleißes könnte unbeabsichtigt die Haftung beeinträchtigen und die Sicherheit der Passagiere gefährden. Das Ziel für die nächste Generation der Automobiltechnik besteht darin, den „Sweet Spot“ zu finden – die Umweltbelastung durch intelligentere Chemie und Design zu minimieren und gleichzeitig die kompromisslosen Reibungswerte aufrechtzuerhalten, die für sicheres Fahren erforderlich sind.
Schlussfolgerung
Mit der Annäherung an regulatorische Rahmenbedingungen wie Euro 7 verlagert sich der Kampf um sauberere Luft vom Auspuff auf den Asphalt. Der Erfolg der Branche wird von ihrer Fähigkeit abhängen, die physikalische Notwendigkeit der Reibung mit der ökologischen Notwendigkeit einer Reduzierung der Partikelemissionen in Einklang zu bringen.
