Particulate Matter Emissions from Brake Wear on Commercial Vehicles

Kurzfassung

Bremsenabrieb ist eine wichtige Quelle nicht abgasbedingter Partikelemissionen, besonders weil Abgasemissionen immer stärker kontrolliert werden. Diese Arbeit bewertet die veröffent lichte Literatur zu Bremsabriebsemissionen von schweren Nutzfahrzeugen der Klassen N2 und N3. Sie konzentriert sich dabei auf Unterschiede zwischen den Antriebsarten und die Ent wicklung der Euro-7-Regelungen. Eine strukturierte Literaturrecherche und zusätzliche Such läufe zur Überprüfung ergaben 27 nutzbare Quellen. Sieben davon bildeten die direkte Daten basis für schwere Nutzfahrzeuge. Die Studien berichteten Messwerte für PM10, PM2.5, Parti kelanzahl (PN) und Feststoffpartikelanzahl ab 10 nm (SPN10) unter verschiedenen Test- und Messbedingungen. Weil die Partikeldefinitionen und Bezugsgrenzen unterschiedlich waren, konnten die Werte pro Bremse, Rad, Bremsvorgang oder Gesamtfahrzeug nicht zu einem ein zelnen repräsentativen Emissionsfaktor für N2- und N3-Fahrzeuge zusammengefasst werden. Die Recherche fand außerdem keine experimentelle Studie, die vergleichbare Verbrenner (ICE), Hybridfahrzeuge (HEV), Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHEV) und batterieelektrische Fahr zeuge (BEV) unter gleichen Bedingungen untersuchte. Um trotz dieser Lücke einen ersten Vergleich zu ermöglichen, wurde eine einfache Bewertungsmethode auf Grundlage des EMEP/EEA-Ansatzes entwickelt. Sie kombiniert Fahrzeugbeladung und mittlere Geschwindig keit mit einem angenommenen Faktor für den Anteil der Reibungsbremsen. Damit wurden PM10- und PM2.5-Emissionen für ausgewählte Szenarien geschätzt. Unter den ausgewählten Beladungs- und Geschwindigkeitsbedingungen lagen die ICE-basierten PM10-Schätzungen zwischen 8,7 und 81,4 mg/km. Bei einer mittleren Geschwindigkeit von 60 km/h und halber Beladung lagen die geschätzten PM10-Werte bei 42,9 mg/km für ICE, 30,5 mg/km für HEV, 14,6 mg/km für PHEV und 7,3 mg/km für BEV. Diese Werte sind nur Szenarien und keine validierten HDV-Emissionsfaktoren, weil die Koeffizienten ursprünglich für Pkw entwickelt wur den. Die Schätzungen lagen in einem ähnlichen Bereich wie einige veröffentlichte HDV-Werte. Messungen an Pkw zeigten außerdem einen ähnlichen Trend zwischen den Antriebsarten. Die Ergebnisse zeigen, dass Bremsabriebemissionen nicht allein durch Fahrzeugmasse oder An triebsart erklärt werden können. Auch Bremsaktivität, Beladung, Bremsenkonfiguration, Be triebsbedingungen und der Anteil der Reibungsbremsen an der gesamten Bremsarbeit müs sen berücksichtigt werden. Mit diesen Faktoren wurde ein möglicher Aufbau für eine zukünftige Abschätzung der Bremsabriebemissionen von schweren Nutzfahrzeugen beschrieben. Die Daten können die Entwicklung zukünftiger Messverfahren unterstützen. Sie reichen aber noch nicht aus, um die Euro-7-Konformität von N2- und N3-Fahrzeugen zu bewerten.