Forschungsergebnisse So lässt sich Reifenabrieb analysieren

Der Reifenabrieb erzeugt große Mengen Mikroplastik in der Umwelt. Continental hat mit einem neuen Analyseverfahren, das selbst feinste Abriebpartikel bei ihrer Entstehung erkennt, deren Entstehung untersucht. 

Continental arbeitet daran, mit innovativen Technologien, aktuellen Forschungsprojekten und starkem Engagement in verschiedenen Industrieinitiativen Reifenabrieb besser zu verstehen und dadurch reduzieren zu können. Laut einer aktuellen ADAC-Auswertung von 160 getesteten Produkten emittieren Reifen des Herstellers elf Prozent weniger Abrieb als der Durchschnitt der getesteten Reifen. Ein zentraler Baustein für diesen Fortschritt sieht der Reifenhersteller in der intensiven Forschung. So hat Continental beispielsweise gemeinsam mit der Technischen Universität Braunschweig ein innovatives Analyseverfahren für Reifenabrieb entwickelt, bei dem ein speziell adaptierter Staubsauger hinter einem Antriebsrad zum Einsatz kommt. Diese Methode in Kombination mit speziellen Partikelsensoren ermöglicht die Detektion auch feinster luftgetragener Partikel hinter den Rädern und an weiteren Positionen des Fahrzeugs.

In welchem Zusammenhand das Messverfahren entstand

Das Messverfahren entstand im Rahmen des kürzlich abgeschlossenen Forschungsprojekts Olrap („Online-Analyse von luftgetragenen Reifenabriebpartikeln bei der Entstehung und Abgrenzung zu Partikeln anderer Herkunft“). Das vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur geförderte Projekt lieferte Erkenntnisse über die Beschaffenheit von Reifenabrieb. Zum Einsatz kam ein speziell ausgerüstetes Messfahrzeug, das Continental für Tests im realen Fahrbetrieb konzipiert hat. Dieses war zum Beispiel mit einem speziellen Staubsauger ausgerüstet, der hinter einem angetriebenen Rad die auftretenden Partikel einsammelte. Auf diese Weise konnten Rückschlüsse auf die Herkunft der Partikel gezogen werden: Ob diese zum Beispiel von Reifen, vom Straßenbelag oder auch von den Bremsen erzeugt wurden. 

Die von der TU Braunschweig entwickelten Partikelmessgeräte, die an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs, unter anderem ebenfalls direkt hinter den Rädern, montiert waren, lieferten detaillierte zeitgenaue Daten. Diese wurden in Beziehung zu Faktoren wie Fahrdynamik, Straßenoberfläche und Wetterbedingungen gesetzt – ein entscheidender Schritt für die wissenschaftlich fundierte Erfassung von Reifenabrieb. Durch die Verwendung eines im Projekt entwickelten Multisampler-Geräts konnten Proben auch gezielt in Relation zu konkreten Ereignissen einer Messfahrt gesetzt werden. So ließen sich im Labor Partikelproben vergleichen, die zum Beispiel nur in Kurven oder nur bei Geradeausfahrt genommen wurden.

„Die hochkomplexe Versuchsanordnung mit zeitgleichen Messungen an verschiedenen Punkten unseres Testfahrzeugs lieferte enorme Datenmengen. Diese helfen uns, das Thema Reifenabrieb immer besser zu verstehen“, sagt Dr. Benjamin Oelze, Leiter der Entwicklung von Prüfverfahren für Reifenabrieb bei Continental. „Wir konnten zum Beispiel auch klare Zusammenhänge zwischen Partikelkonzentration und Geschwindigkeitsprofil erkennen – und in welchem Maße hohe Längs- und Querbeschleunigungen den Reifenabrieb beeinflussen.“ Diese Ergebnisse können nun auch dazu dienen, zum Beispiel Verkehrsflüsse noch umweltgerechter zu steuern oder Emissionen zu minimieren, indem voreingestellte Fahrprofile von Automobilmodellen optimiert werden.

Forschung ohne Kompromisse bei Sicherheit und Leistung

Die Hauptaufgabe des Reifens ist es, die Kräfte des Fahrzeugs zu übertragen und für ausreichend Haftung auf der Straße zu sorgen. Dieser Grip kommt durch Reibung zustande, und die Reibung wiederum führt zu Abrieb von Reifen und Straße. Ein gewisses Maß an Reifenabrieb ist nicht zu vermeiden, wenn gleichzeitig die sicherheitsrelevanten Eigenschaften des Reifens, etwa die Nassbremseigenschaften, keine gravierenden Einbußen vollziehen sollen. Studien zeigen: Individuelles Fahrverhalten und Straßenbeschaffenheit beeinflussen den Abrieb bis zu dreimal stärker als das Reifendesign. Die Reifenlinie Ecocontact 6 beispielsweise erzeugt nach Herstellerangaben 30 % weniger Abrieb pro Kilometer und bietet gleichzeitig 20 % mehr Laufleistung im Vergleich zum Vorgängermodell.