Umwelt

Feinstaub bei Bremsen: Neue Beschichtungen helfen

Feinstaub sammelt sich auf der Bremse eines PKWs – ein Hindernis für die Einhaltung der Euro-7-Grenzwerte.

Die Euro-7-Norm reguliert auch die Feinstaubemissionen bei Bremsvorgängen. HELLA setzt bei der Reduzierung auf innovative Bremsentechnologien.

Rund 80 bis 85 Prozent der Partikelemissionen von Pkw sind heute auf den Verschleiß von Reifen und Bremsen sowie auf den Straßenabrieb und auf Aufwirbelung von Staub zurückzuführen. Aus diesem Grund regelt die neue Euro-7-Norm neben den Abgasemissionen und dem Reifenabrieb auch die Abgabe von Feinstaub bei Bremsen. Die Herausforderung dabei ist, eine Messstrategie zu definieren, die auf entsprechenden Prüfständen belastbare Vergleiche in Hinblick auf unterschiedliche Fahrzeuge zulässt. Die Entwicklung neuer Reibbeläge und speziell beschichteter Bremsscheiben sorgt für die Reduzierung der Feinstaubemissionen. Die Euro-7-Norm gilt ab dem 29. November 2026 für neu typgenehmigte Pkws und ab dem 29. November 2027 für alle neu zugelassenen Fahrzeuge (Klasse M1)

Euro-7: Grenzwerte zu Feinstaub beim Bremsvorgang

Mit der Veröffentlichung der Euro-7-Verordnung im Amtsblatt der Europäischen Union (2024/1257) gelten entsprechende Grenzwerte für die Partikelmasse. Für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, Hybrid- oder und Brennstoffzellen-Pkw liegt der Wert bei sieben Milligramm pro Kilometer. Reine E-Autos haben bauartbedingt einen geringeren Bremsen-Verschleiß. Die Rekuperation von Bremsenergie spielt eine große Rolle, die Bremsen werden weniger belastet. Hier liegt der Grenzwert deshalb bei drei Milligramm pro Kilometer. Ab 2035 soll der einheitliche Wert nach dem Euro-7-Regularium über alle Fahrzeugklassen hinweg drei mg/km betragen.

Bremstechnologie mit innovativen Reibbelägen verhindert Feinstaub. — Optimales Zusammenspiel: Innovative Reibbelag-Rezepturen und Beschichtungskonzepte wirken der Feinstaubbildung entgegen.

Wie wird geprüft?

Zur Bestimmung der Emissionen von Feinstaub durch Bremsen haben Experten der UNECE-Arbeitsgruppe ‚Particle-Measurement-Programme‘ die globale technische Regelung Nr. 24 der UN (GTR 24, Global-Technical-Regulation) verabschiedet. Sie kommt in unabhängigen Prüfstellen und in der Industrie zur Entfaltung. Die Messungen werden auf einem speziellen Bremsenprüfstand durchgeführt. Dieser simuliert reale Fahrbedingungen und ermöglicht die Kontrolle über verschiedene Parameter wie Geschwindigkeit, Bremskraft und Temperatur. Dabei wird ein definierter Testzyklus durchfahren, der sogenannte Worldwide-Harmonized-Light-Vehicles-Test-Procedure-Brake-Cycle (WLTP-Brake-Cycle). Er umfasst verschiedene Bremsvorgänge, die typische Fahrsituationen nachstellen. Während der Testung selbst, die unter kontrollierten Umgebungsbedingungen erfolgt, werden die emittierten Partikel gemessen. Dabei erfasst man sowohl die Partikelmasse als auch die Partikelanzahl. Als Feinstaub gelten Partikel, die den größenselektierenden Lufteinlass eines speziellen Messgerätes passieren, der für einen aerodynamischen Durchmesser von 10 (PM10) beziehungsweise 2,5 (PM 2,5) Mikrometer (µm) eine Abscheidewirksamkeit von 50 Prozent aufweist (Quelle: Umwelt Bundesamt). Dabei steht PM für den Particulate-Matter-Standard aus dem Jahre 1987.

Um die Prüfstandtests zusätzlich abzusichern werden auch Messungen unter realen Fahrbedingungen durchgeführt. Die standardisierten Verfahren stellen sicher, dass die Feinstaubabgabe bei Bremsen präzise und zuverlässig gemessen werden.

Weniger Feinstaub: Bremsen aus innovativen Materialien mit speziellen Beschichtungen

Ein Fahrzeug muss optimal und komfortabel verzögern und dies im Gefahrenfall so rasch wie möglich. Dabei entsteht zwangläufig Reibung. Doch Reibung erzeugt nicht nur Wärme, sondern lässt die Reibpartner auch verschleißen (was besonders die Bremsscheibe betrifft) – heißt: es wird Feinstaub emittiert. Tatsächlich haben Filtrationsspezialisten schon Filtersysteme vorgestellt, die um die Bremsscheiben angeordnet sind und Bremsstäube abfangen sollen. Deutlich zielführender ist jedoch die Vermeidung von Feinstäuben durch eine stetige Weiterentwicklung der Bremskomponenten und den Einsatz neuer Materialzusammensetzungen. Zum Einsatz kommen beispielsweise neue Beschichtungsverfahren für Grauguss-Bremsscheiben in Verbindung mit maßgeschneiderten Reibbelag-Mischungen.

Um eine optimale Balance zwischen Bremsperformance, Langlebigkeit und niedrigen Feinstaubemissionen zu generieren, arbeitet HELLA fortlaufend an der Entwicklung neuer Reibmaterialien und Oberflächen. Dabei liegt der Fokus auf der fahrzeugindividuellen Anforderung an die geforderte Bremsleistung – sprich: handelt es sich um einen Kleinwagen, einen Mittelklassewagen, einen SUV oder einen ‚Supersportler‘?

Eine Bremsanlage, an der Feinstaubablagerungen zu erkennen sind. — HELLA startete den Vertrieb von Bremskomponenten am 1.10.2024 unter eigener Marke. Bild: FORVIA/HELLA

Goodbye, Feinstaub: Bremsen und mehr von HELLA

Nachdem FORVIA HELLA das Joint Venture HELLA PAGID zum Ende des Jahres 2023 übernommen hat, startete zum 1. Oktober 2024 der Vertrieb von Bremskomponenten unter der Marke HELLA. Die Erstausrüstungsexpertise etwa im Bereich der Bremspedal-Sensorik (Brake-by-Wire) sowie das umfangreiche IAM-Sortiment an ABS-Sensoren und Bremskraftverstärkern ist jetzt mit dem Verschleißteil- und Hydraulik-Sortiment rund um das Thema Bremse verzahnt. Damit wurde FORVIA HELLA zum Bremsen-Vollsortimenter. Im HELLA-Aftermarket-Sortiment sind derzeit rund 2.300 verschiedene Bremsbeläge sowie 2.500 unterschiedliche Bremsscheiben gelistet. Damit deckt HELLA nahezu 100 Prozent des europäischen Fahrzeugbestands ab. Was die Euro-7-Verordnung angeht, setzt HELLA auf neue, innovative Bremsentechnologien, um so wenig Feinstaub beim Bremsen aufzuwirbeln wie möglich.