Jahrzehntelang konzentrierte sich die Regulierung von Fahrzeugemissionen vor allem darauf, was aus dem Auspuff kam. Euro 7 verändert diese Perspektive, indem eine weitere wichtige Quelle der Straßenverkehrsverschmutzung direkt in den Homologationsrahmen einbezogen wird: Partikel aus Bremsen und Reifen.
Diese Emissionen außerhalb des Auspuffs bewirken einen wichtigen regulatorischen Wandel, weil sie nicht auf Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren beschränkt sind. Batterieelektrische Fahrzeuge haben im elektrischen Betrieb keine Auspuffemissionen, doch ihre Bremsen und Reifen können durch Reibung, Verschleiß und Abrieb weiterhin Partikel freisetzen.
Die Messung von Bremspartikeln hat sich von einer Forschungsmethodik zu einem international harmonisierten regulatorischen Rahmen entwickelt. Messung und Grenzwerte für Reifenabrieb durchlaufen dagegen ihren eigenen regulatorischen Entwicklungspfad. Gemeinsam erweitern diese Anforderungen die Bedeutung der Fahrzeugemissions-Homologation.
Fahrzeugemissionen Beginnen und Enden Nicht Mehr am Auspuff
Aufeinanderfolgende Generationen der Fahrzeugemissionsgesetzgebung haben viele Schadstoffe moderner Verbrennungsmotoren erheblich reduziert.
Mit verbesserten Kontrollen der Auspuffemissionen und fortschreitender Elektrifizierung der Fahrzeugflotten sind andere Partikelquellen zunehmend wichtig geworden.
Reibung zwischen Bremsbelägen und Bremsscheiben kann Partikel an die Umgebung abgeben.
Die fortlaufende Wechselwirkung zwischen Reifen und Straßenoberfläche verursacht Materialverlust über die gesamte Reifenlebensdauer.
Die Wechselwirkung zwischen Fahrzeug und Straße kann ebenfalls zu Partikeln beitragen, die beim Verkehr entstehen.
Fahrzeugbewegung kann dazu beitragen, dass zuvor abgelagerter Straßenstaub erneut in die Luft gelangt.
Die Regulierung konzentrierte sich historisch stark auf Schadstoffe, die durch Verbrennung entstehen und über den Auspuff abgegeben werden.
Der regulatorische Umfang erweitert sich auf Partikelemissionen durch Bremsen und Reifenabrieb, unabhängig davon, ob das Fahrzeug einen Auspuff hat.
Jede Reibungsbremse Verursacht Verschleiß
Konventionelles Reibungsbremsen wandelt die kinetische Energie des Fahrzeugs durch Kontakt zwischen Bremsflächen in Wärme um. Diese Reibung erzeugt unvermeidlich Verschleiß.
Ein Teil des entstehenden Materials kann als Partikel in die Luft gelangen. Dadurch entsteht eine direkte Verbindung zwischen Bremssystementwicklung und Umwelt-Emissionsleistung.
Die Belagzusammensetzung kann Verschleißverhalten und Partikelentstehung erheblich beeinflussen.
Scheibenzusammensetzung, Oberflächenbehandlung und Verschleißeigenschaften wirken mit dem Reibmaterial zusammen.
Bremstemperatur und thermische Vorgeschichte beeinflussen Reibungsverhalten und Partikelbildung.
Bremsintensität, Häufigkeit und Energie bestimmen die Beanspruchung der Reibpaarung im Betrieb.
Es muss die für die Fahrzeugsicherheit erforderliche Verzögerungsleistung bieten und gleichzeitig die durch Reibung entstehenden Partikelemissionen kontrollieren.
Eine Globale Methode zur Messung von Bremsemissionen
Ein regulatorischer Emissionsgrenzwert ist nur sinnvoll, wenn Labore Emissionen mit einem hinreichend harmonisierten und wiederholbaren Verfahren messen können.
Die Globale Technische Regelung der UN Nr. 24 legte eine international harmonisierte Labormethodik zur Messung von Bremsemissionen leichter Fahrzeuge fest.
Die Forschung zu Bremsemissionen konnte unterschiedliche Zyklen, Messsysteme und Laborbedingungen verwenden. Dies erschwerte den direkten Vergleich der Ergebnisse.
Standardisierte Prüfgrundsätze schaffen eine gemeinsame technische Grundlage zur Messung und zum Vergleich von Bremspartikel-Emissionen.
Vom Fahrzeugbetrieb zur Kontrollierten Labormessung
Bremspartikelprüfungen erfordern weit mehr, als einen Partikelzähler neben eine Bremsscheibe zu stellen.
Die Prüfumgebung muss definiertes Bremsverhalten nachbilden und zugleich die Bedingungen kontrollieren, die Partikelentstehung, Transport und Messung beeinflussen.
Die Bremsbaugruppe wird unter kontrollierten Bedingungen betrieben, die die relevanten Fahrzeug- und Bremseigenschaften abbilden.
Definierte Bremsereignisse bilden repräsentative Bremsaktivität durch eine standardisierte Laborsequenz nach.
Thermische Bedingungen werden kontrolliert und überwacht, weil Temperatur Verschleiß und Partikelentstehung stark beeinflusst.
Erzeugte Partikel müssen durch eine kontrollierte, für die Messung geeignete Probenahmeumgebung transportiert werden.
PM-Messungen quantifizieren die Masse bremsbedingter Partikel innerhalb festgelegter Größenfraktionen.
Die Messung der Partikelanzahl ermöglicht gegebenenfalls eine zusätzliche Charakterisierung emittierter Bremspartikel.
Bremsverschleiß wird durch Temperatur, Druck, Geschwindigkeit, Reibpaarung und frühere Bremsbeanspruchung beeinflusst. Die Homologation hängt daher von streng kontrollierter Prüfungsvorbereitung und Durchführung ab.
Bremsemissionen Werden zu Einer Quantifizierten Homologationsanforderung
Euro 7 geht über die reine Messung hinaus und legt Partikelemissionsgrenzwerte für die betreffenden Fahrzeuge fest.
Anfängliche Euro-7-PM10-Grenzwerte — M1- & N1-Fahrzeuge
Die obigen Werte gelten für die Euro-7-Grenzwerte im Standardfahrzyklus der relevanten Fahrzeugkategorien M1 und N1 bis zum 31. Dezember 2029. Für Fahrzeuge der Klasse N1 III gelten gesonderte Grenzwerte; der regulatorische Rahmen sieht spätere Grenzwerte und weitere Entwicklung vor.
Elektrifizierung Verändert die Bremsemissionsgleichung
In einem elektrifizierten Fahrzeug müssen die Reibungsbremsen bei Verzögerung nicht immer die kinetische Energie des Fahrzeugs aufnehmen.
Rekuperatives Bremsen kann den elektrischen Antrieb nutzen, um das Fahrzeug abzubremsen und dabei Energie in die Traktionsbatterie zurückzuführen.
Beläge und Scheiben erzeugen durch Reibung Bremskraft und verursachen dabei Wärme und Materialverschleiß.
Der Antrieb trägt zur Verzögerung bei und verringert die Bremsenergie, die durch Reibung aufgenommen werden muss.
Reibungsbremsen bleiben für Sicherheit, Notbremsung, Betrieb bei niedriger Geschwindigkeit und Situationen notwendig, in denen Rekuperation nicht verfügbar oder unzureichend ist.
Die Zweite Grenze der Emissionen Außerhalb des Auspuffs
Jeder Reifen verliert nach und nach Material, wenn er auf der Straßenoberfläche rollt, beschleunigt, bremst und Kurven durchfährt.
Euro 7 nimmt Reifenabrieb in den regulatorischen Rahmen für Fahrzeugemissionen auf. Dadurch entstehen Anforderungen, die über Fahrzeughersteller hinaus auf Reifenentwicklung, Prüfung und Typgenehmigung wirken.
Die Gummizusammensetzung beeinflusst Verschleißfestigkeit, Haftung, Rollwiderstand und weitere Leistungseigenschaften.
Über den Reifen übertragene Lasten können Verschleiß- und Abriebverhalten beeinflussen.
Die Intensität von Beschleunigung, Bremsen und Kurvenfahrt kann die Reifenverschleißrate beeinflussen.
Oberflächeneigenschaften, Temperatur und Umweltbedingungen beeinflussen den Abrieb.
Der Luftdruck beeinflusst Reifenverformung, Kontakteigenschaften und Verschleiß.
Achsgeometrie und Fahrwerkseigenschaften können Verschleißmuster der Lauffläche erheblich beeinflussen.
Wie Misst Man Etwas, das Langsam Verschleißt?
Bremsemissionen können durch streng kontrollierte Laborprüfungen bewertet werden. Reifenabrieb stellt eine andere Messherausforderung dar, weil Verschleiß schrittweise durch das Zusammenwirken von Reifen, Fahrzeug, Straße und Umwelt entsteht.
Das regulatorische Ziel ist daher, hinreichend wiederholbare und repräsentative Methoden zum Vergleich der Reifenabriebleistung zu schaffen.
Prüfbedingungen müssen Variablen kontrollieren oder berücksichtigen, die Reifenverschleiß erheblich beeinflussen können.
Reifen müssen ausreichend betrieben werden, um messbaren und repräsentativen Abrieb zu erzeugen.
Änderungen der Reifenmasse können eine Grundlage zur Bestimmung des Materialverlusts über die Prüfstrecke bieten.
Ergebnisse müssen angemessen normiert werden, damit Reifen anhand einer einheitlichen Abriebkennzahl verglichen werden können.
Hersteller sollten sorgfältig zwischen gesetzlich bereits festgelegten Anforderungen und Messverfahren oder Abriebgrenzwerten unterscheiden, die noch internationaler und europäischer regulatorischer Entwicklung unterliegen.
Weniger Verschleiß Darf Nicht auf Kosten der Sicherheit Gehen
Die Regulierung von Emissionen außerhalb des Auspuffs schafft ein klassisches ingenieurtechnisches Optimierungsproblem.
Brems- und Reifensysteme können nicht einfach zur Minimierung von Materialverschleiß umgestaltet werden, ohne ihre erforderlichen Sicherheits- und Leistungsfunktionen zu berücksichtigen.
Verschleißärmere Reibmaterialien müssen weiterhin vorhersehbares Bremsen, thermische Stabilität, Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und akzeptable Leistung unter verschiedenen Betriebsbedingungen bieten.
Abriebärmere Reifen müssen weiterhin Anforderungen an Nasshaftung, Bremsen, strukturelle Integrität, Rollwiderstand und weitere Leistungseigenschaften erfüllen.
Was Geschieht, Wenn die Ursprünglichen Bremsen und Reifen Verschlissen Sind?
Bremsbeläge, Bremsscheiben und Reifen sind Verschleißkomponenten. Anders als viele Fahrzeugsysteme werden sie voraussichtlich während der Fahrzeuglebensdauer wiederholt ersetzt.
Dies wirft eine wichtige regulatorische Frage auf: Die Umweltleistung des ursprünglichen Fahrzeugs sollte nicht zwangsläufig verloren gehen, wenn Ersatzkomponenten eingebaut werden.
Das Fahrzeug wird mit definierten Brems- und Reifenkonfigurationen homologiert, die zu seiner ursprünglichen regulatorischen Leistung beitragen.
Ersatzreibkomponenten können sowohl Bremseigenschaften als auch Partikelemissionen beeinflussen.
Später im Fahrzeugleben montierte Reifen können andere Abriebeigenschaften als die Originalausrüstung haben.
Regulatorische Kontrolle muss zunehmend Produkte im Ersatzteilmarkt ebenso berücksichtigen wie die ursprüngliche Fahrzeugproduktion.
Der Internationale Rahmen Entwickelt Sich Weiter
Die Regulierung von Brems- und Reifenpartikeln bewegt sich rasch von technischer Forschung zu formellen Typgenehmigungsanforderungen.
Legte die international harmonisierte Labormethodik zur Messung von Bremsemissionen leichter Fahrzeuge fest.
WP.29 verabschiedete 2026 eine neue UN-Regelung mit international harmonisierten Anforderungen an Bremspartikelmessung und Emissionsgrenzwerte für leichte Fahrzeuge.
Europäische Gesetzgebung führt quantitative Bremspartikelgrenzwerte ein und sieht die Weiterentwicklung künftiger Anforderungen vor.
Die internationale Arbeit an Messmethodik und regulatorischem Rahmen zur Einführung von Abriebgrenzwerten für verschiedene Reifenklassen geht weiter.
Spätere Phasen des Euro-7-Rahmens erweitern die Regulierung von Emissionen außerhalb des Auspuffs auf weitere Fahrzeugkategorien.
Regulatorische Arbeiten untersuchen auch Partikelemissionsanforderungen für Ersatzbremskomponenten.
Messverfahren, Fahrzeugkategorien, Umsetzungstermine und Grenzwerte entwickeln sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Eine Konformitätsstrategie, die nur heutige Anforderungen berücksichtigt, könnte deshalb für ein Fahrzeug- oder Komponentenprogramm unzureichend sein, das erst Jahre später auf den Markt kommt.
Vorbereitung auf die Homologation von Emissionen Außerhalb des Auspuffs
Brems- und Reifenemissionen müssen früh in der Produktentwicklung berücksichtigt werden, weil sie mit Fahrzeugarchitektur, Komponentenauswahl, Sicherheitsleistung und zukünftigen Ersatzteilstrategien zusammenwirken.
Geltende Euro-7-, UN- und nationale Anforderungen nach Fahrzeugkategorie, Reifenklasse, Antrieb und Markt identifizieren.
Reibmaterialien, Scheibentechnologien, Rekuperationsstrategie und erwartete Emissionsleistung festlegen.
Das geeignete Bremsemissionsprüfprogramm sowie Anforderungen an Laborkapazität, Konditionierung und Messung definieren.
Reifenverschleißeigenschaften gemeinsam mit Sicherheit, Rollwiderstand, Haltbarkeit und fahrzeugspezifischen Betriebsbedingungen bewerten.
Brems-, Reibmaterial- und Reifenlieferanten koordinieren, damit Komponentennachweise das vollständige Homologationsprogramm unterstützen.
Sich entwickelnde UN- und Euro-7-Anforderungen, künftige Grenzwerte, Umsetzungstermine und Entwicklungen bei Ersatzkomponenten verfolgen.
Eine Neue Definition des Sauberen Fahrzeugs
Die Regulierung von Fahrzeugemissionen tritt in eine neue Phase ein.
Die Kontrolle von Verbrennungsemissionen bleibt wichtig. Elektrifizierung bedeutet jedoch, dass die Umweltleistung eines Fahrzeugs nicht mehr nur anhand des Auspuffs beurteilt werden kann.
Bremssysteme erzeugen Partikel. Reifen verlieren während ihrer gesamten Nutzungsdauer Material. Beide Vorgänge treten unabhängig davon auf, ob der Antrieb Benzin, Diesel, Wasserstoff oder Strom nutzt.
Die Emissionsregulierung konzentriert sich überwiegend auf Schadstoffe aus dem Fahrzeugantrieb.
Auspuff, Bremsen, Reifen und weitere Umwelteigenschaften werden nach und nach Teil eines umfassenderen Konformitätsrahmens für Fahrzeugemissionen.
Mit dem Wegfall von Auspuffemissionen bei Elektrofahrzeugen wird die Umweltleistung von Bremsen, Reifen und anderen Quellen außerhalb des Auspuffs sichtbarer und stärker reguliert.