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Neue Materialien und Systeme halbieren die Partikelemissionen von Fahrzeugen beim Bremsen

Straßenverkehr ist eine der Hauptursachen für die Luftverschmutzung durch Partikel in Städten. Diese entsteht durch Abgasemissionen von Verbrennungsmotoren und durch Feinstaub, welcher durch Verschleiß an Bremsen, Reifen und Straßen freigesetzt wird. EU-finanzierte Forscher begegneten diesem Problem mit bahnbrechenden Lösungen, die die Bremsemissionen um mindestens 50 % senken.

Verkehr und Mobilität

Trotz emissionsärmerer Fahrzeuge auf den Straßen bleibt eine der Quellen für die Luftverschmutzung auf Autobahnen konstant: Bremsstaubpartikel. Studien zufolge liegt der Bremsabrieb in städtischen Gebieten zwischen 16 % und 55 % der Gesamtmasse der Partikel aller Nicht-Abgasemissionen im Straßenverkehr. Diese winzigen Partikel können sich negativ auf die Umwelt und auch auf unsere Gesundheit auswirken. „Bremsen nutzen sich mit der Zeit ab und erzeugen somit Abriebpartikel. Einige dieser Partikel bleiben an der Felge haften, während andere auf den Boden fallen oder sich in der Luft verteilen“, so Guido Perricone, Materialentwicklungsleiter bei Brembo, Italien. Neue Materialien und Systeme, geringere Emissionen Das EU-finanzierte Projekt LOWBRASYS befasste sich mit der Untersuchung von Bremsemissionen und der Entwicklung neuer Lösungen unter Verwendung haltbarerer Materialien für Bremsscheiben und -beläge sowie eines Partikelerfassungssystems für Bremsen mit dem Ziel, die Bremsstaubemissionen um 50 % zu senken. Das neuartige Material für die Bremsscheiben- und beläge kann während normaler Wartungsarbeiten problemlos in vorhandene Fahrzeuge integriert werden. Neue Fahrzeuge hingegen können von Anfang an mit der emissionsarmen Bremslösung von LOWBRASYS ausgestattet werden. Die Projektforscher entwickelten eine Keramikbeschichtung zum Schutz der Oberfläche von Bremsscheiben und -belägen. „Tests haben gezeigt, dass unser Beschichtungsmaterial verschleißfester ist und die Gesamtpartikelzahl um etwa 90 % reduziert, während gleichzeitig die Gesamtpartikelmasse auf 25 % begrenzt wird. Die Scheiben unterscheiden sich insofern von der aktuellen Technologie, als das sie über den herkömmlichen gusseisernen Bremsscheiben noch über zusätzliche Keramikbeschichtungen verfügen“, erklärt Perricone. Darüber hinaus ermöglicht eine Bremsstrategie, die über eine Software im Fahrzeug gesteuert wird, eine Senkung des Partikelausstoßes um 40 % und eine Reduzierung der Gesamtpartikelmasse um 20 %. Dies ist möglich, indem die Bremswirkung zwischen Vorder- und Hinterachse verteilt wird, um die physikalischen Parameter, die die Partikelemissionen auslösen, so gering wie möglich zu halten. Überwachung des Fahrerverhaltens Die Projektforscher entwickelten eine Smartphone-Anwendung, mit der die Fahrer während einer Fahrt ihr Bremsmuster sehen können. Ziel ist es, die Fahrer zu ermutigen, umweltfreundlicher und gleichzeitig sicherer zu bremsen. Von den Projektforschern durchgeführte Studien haben gezeigt, dass die Fahrer durch die Überwachung ihres Fahrverhaltens die Feinstaubemissionen um 30 % und die Gesamtemissionen um 50 % senken können. Diese Daten können die Autofahrer dazu bringen, beim Bremsen vorsichtiger zu sein. Bremsstaub – die nächste heiße Umweltfrage? Im Laufe des Projekts wurden wichtige Umweltfragen beantwortet und erstmals ein wissenschaftlich zuverlässiger Ansatz zur Bewertung potenzieller Auswirkungen von Feinstaub durch Bremsen unter realen Bedingungen sowohl mit In-silico- als auch mit In-vitro-Modellen umgesetzt. „LOWBRASYS war ein hervorragendes Beispiel für eine fruchtbare Zusammenarbeit zwischen Industrie, Wissenschaft und Forschungseinrichtungen. Unser herausforderndes Ziel hat den Weg für die Herstellung eines neuen Satzes von Bremsprodukten in Europa geebnet. Dies wird die Wettbewerbsfähigkeit der an dem Projekt beteiligten Länder steigern und sie dazu veranlassen, umweltfreundlichere Lösungen für den sich wandelnden Mobilitätsbedarf zu entwickeln. Von den innovativen Technologien des Projekts wird zudem erwartet, dass sie Einfluss auf eine strengere Ausgestaltung von Fahrzeugverordnungen haben werden“, erklärt Roberto Vavassori, Geschäftsentwickler bei Brembo. Das Endergebnis wäre ein wettbewerbsfähiger, aber gleichzeitig umweltfreundlicherer Verkehrssektor.

Schlüsselbegriffe

LOWBRASYS, Partikel, Bremsscheibe, Belag, Beschichtung, Bremsstaub, Luftverschmutzung, Erfassungssystem, Keramik, Bremssystem

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