Feißel, Toni
[VerfasserIn]
;
Augsburg, Klaus
[AkademischeR BetreuerIn];
Scharff, Peter
[AkademischeR BetreuerIn];
Graf, Bernd
[AkademischeR BetreuerIn]Technische Universität Ilmenau
Beitrag zur analytischen und experimentellen Untersuchung des Reifen-Fahrbahnkontaktes in Bezug auf partikelförmige Emissionen
Hochschulschrift:
Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2023
Anmerkungen:
Tag der Verteidigung: 23.03.2023
Beschreibung:
Im Zuge eines ständig wachsenden Umweltbewusstseins werden anthropogene Schadstoffemissionen zunehmend kritisch begutachtet. Dies betrifft insbesondere auch Emissionen, die mit dem Individualverkehr in Verbindung stehen. In der Vergangenheit hat besonders das Schädigungspotential von Abgasemissionen einen hohen Bekanntheitsgrad erlangt. Infolge der gesetzlichen Festlegung von Abgasgrenzwerten und den daraus resultierenden technischen Abhilfemaßnahmen, konnte die Schadstoffbelastung der Außenluft, trotz erheblich gestiegenem Fahrzeugaufkommen, deutlich reduziert werden. Abgasferne Feinstaubemissionen, die durch den Abrieb von Bremsen, Reifen und der Fahrbahn erzeugt werden, unterliegen hingegen keiner Regulierung. Es wird jedoch angenommen, dass diese bereits die größte fahrzeugbezogene Feinstaubquelle darstellen. Hieraus folgen Regulierungsbestrebungen, die in Bezug auf Bremsstaubemissionen bereits ein fortgeschrittenes Stadium erreicht haben. Die Regulierung von Reifenemissionen wird, aufgrund der Vielzahl der Einflussgrößen, gegenwärtig als zu komplex eingestuft. Im Zuge der Elektrifizierung des Antriebstranges ist damit zu rechnen, dass Abgas- und Bremsstaubemissionen an Bedeutung verlieren werden. Folglich könnte der Reifen als letzte fahrzeugbezogene Schadstoffquelle verbleiben. Der Reifenabrieb gilt zudem als insgesamt größte Mikroplastikquelle. Aufgrund dieser Vorrausetzungen ist mit einem erheblichen medialen und politischen Druck zu rechnen, der in Richtung einer Regulierung abzielt. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur Identifikation und Beschreibung von Einflussgrößen, die mit dem Emissionsprozess von Reifenpartikeln in Verbindung stehen. Dies umfasst die Entstehung und Messung von Reifenemissionen sowie deren Ausbreitung in der Umwelt. Hierfür wurden Methoden erarbeitet, die eine prozessübergreifende Einflussgrößenbewertung ermöglichen. Die Arbeit ist in drei Themenkomplexe untergliedert. Der erste Themenkomplex ist der Analyse der Partikel-Strömungs-Interkation gewidmet. Das Verständnis des Partikelverhaltens in Abhängigkeit der Partikelgröße und den Strömungseigenschaften ist insbesondere für die Bewertung der Messfähigkeit von Reifenemissionen sowie deren Ausbreitung in der Umwelt von Relevanz. Der zweite Themenkomplex behandelt die Messung von Reifenemissionen im Fahrversuch, wobei der Zusammenhang zwischen dem Fahrzustand und der Partikelentstehung im Vordergrund steht. Abschließend wird eine Simulationsmethode beschrieben, die es erstmalig erlaubt, die Entstehung von Reifenemissionen vorherzusagen und deren Ausbreitung in der Umwelt nachzuvollziehen. Das Ziel der Arbeit bestand darin, die wichtigsten Einflussgrößen, die sowohl die Emission von Reifenpartikeln als auch deren Immissionswirkung betreffen, qualitativ zu beschreiben.