Date post: | 06-Apr-2015 |
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Dr. B. Wies - Tire Line Development worldwide
Dr. Burkhard Wies
Pressekonferenz, Wien 2007:
“Schon wieder eine CO2 Diskussion?
Wunschdenken vs. Realität bei
technischen Lösungen”
2 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Agenda
CO2 Emission / Ökobilanz
EU Gesetzesinitiative Reifen
Zielkonflikte und Lösungsansätze am Reifen
Systemvernetzung: Reifen und Elektronik
Profiltiefe im Zielkonflikt Sicherheit und Ökologie
3 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Ökologische Gesichtspunkte beeinflußt durch den Rollwiderstand am Reifen
10 % Verbesserung im Rollwiderstand bei allen Reifen… … bedeutet für einen LKW
… Einsparung von Dieselkraftstoff 1,3 l / 100 km
… Reduzierung der CO2 Emission um ca. 35 g/km
( 1,8 Mio. t / Jahr; Reduzierung um ~ 4%) … bedeutet für einen PKW
… Kraftstoff-Einsparung von ca. 0,08 l / 100 km
… Reduzierung der CO2 Emission um ca. 2 g/km
( 1,4 Mio. t / Jahr; Reduzierung um ~ 1,3%)
Einsparpotentiale durch Fahrzeugreifen *
* Deutschland
4 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Wer verursacht CO2 Emissionen?
Anteile der CO2-Verursacher
Quelle: ADACmotorwelt 4/2007
PKW: 46,6 Mio. 106,2 Mio. t CO2
LKW: 2,6 Mio. 53,1 Mio. t CO2
Gesamt: 159,3 Mio. t CO2 Quelle: ADACmotorwelt 4/2007Kraftfahrt-Bundesamt; Umweltbundesamt
PKW 11,9%
Industrie,
Gewerbe, Handel 24,8%
Kraft- und
Fernheizwerke 43,2%Privathaushalte 13,0
Übriger Verkehr 7,1%
(ca. 6% davon LKW)
5 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
CO2 Emissionen / Ökobilanz
6 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Wirkungs- kategorien
Sachbilanz
Lebenszyklus
Emissionen Abfälle
Rohstoffe Produktion Nutzung Entsorgung
1 2 5
Ökobilanz - Prozessablauf
7 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
AltreifenProduktion
In welcher Phase entstehen die meisten Umweltbelastungen?
Rohstoff- gewinnung
“Bitte ankreuzen !”
Nutzung
ContiEcoContact 3
Ökobilanz – Der Lebensweg eines Pkw-Reifens
8 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Wirkungskategorien
Energieaufwand
Treibhauspotential
Versauerungspotential
Eutrophierungspotential
Sommer-Smog
Öko- und humantoxisches Potential
Ökobilanz - Wirkungskategorien
Wenn Bäche, Flüsse und Seen mit anorganischen Nährstoffen, wie Phosphor und Stickstoffverbindungen überlastet werden, spricht man von Eutrophierung. Durch diesen Anstieg verändert sich die Trophiestufe des Gewässers (von oligotroph über mesotroph zu eutroph und hypertroph) und damit auch der Aufbau des Ökosystems.
9 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Ergebnis der Ökobilanz – konventioneller Pkw-Reifen
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Re
lativ
e B
eitr
äg
e [%
]
Herstellung von Rohstoffen
Produktion desReifens
Nutzung desReifens
EnergieaufwandTreibhauseffekt
Versauerung
Eutrophierung
Sommer-Smog
Transporte
Ökobilanz – Aufwände bei PKW-Reifen
10 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
-11l
+12 bis 24l
+4 bis 50l
Neureifen Runderneuerter
Material und Herstellung Transporte
Nutzung (Rollwiderstand) Thermische Verwertung Summe pro Reifen Summe für 4 Reifen
20 l
1l200 l-6 l
215 l
860 l
Ökobilanz - Energiebilanz
Energiebilanz eines Pkw-Reifens in Litern Erdöl
11 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
EU Gesetzesinitiative Reifen
12 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Die EU plant eine Regulierung wichtiger Reifeneigenschaften gültig ab 2009.
Konkret wird zur Zeit an folgenden Themen gearbeitet: 1.Klassifizierung des Rollwiderstandes 2.Mindestgrenzwerte des Nassgriffs3.Neue Mindestgrenzwerte für Geräuschentwicklung 4.TPMS-Pflicht (Tire Pressure Monitoring System)
Mehrere Gesetzesvorschläge werden zur Zeit bearbeitet. Dabei sollte ein sinnvoller Kompromiss zwischen Sicherheitsaspekten und Umweltanforderungen für eine EU-Richtlinie gefunden werden.
Bei der Regulierung des Rollwiderstands und der Geräuschentwicklung, jedoch müssen einige Randbedingungen berücksichtigt werden:
Geplante Gesetzgebung der EU
13 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
1. Möglichkeiten zur Regulierung des Rollwiderstands
- Festlegung eines Grenzwertes (Limit)- Festlegung eines Grenzwertes mit zeitlicher Komponente - Festlegung eines Grenzwertes mit Bewertungssystem (“Grading”)
Das Bewertungssystem (Grading) ist noch offen, eineKennzeichnung ähnlich der “weissen Ware” (Kühlschränke, Waschmaschinen, Trockner, ...) ist in Diskussion.
Aus technischer Sicht ist eine alleinige Regulierung des Rollwiderstands nicht sinnvoll, denn Reifen sind keine
Kühlschränke!
Geplante Gesetzgebung der EU
14 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
TYRE ENERGY EFFICIENCYRollwiderstands-Koeffizient bei 80 km/h *.
Marke : Continental Eco Contact 3Model : 195/65R15 91 T hohe Wirtschaftlichkeit
niedrige Wirtschaftlichkeit
A < 9 kg/t
B 9 – 10,5 kg/t
C 10,5 – 12 kg/t
D 12 – 13,5 kg/t
A
* gemessen in Bezug auf ISO 28580
EU-Vorschlag: Rollwiderstands-Label
15 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
2. Mindestgrenzwerte für Nassgriff
ECE-Regulation 117 sieht Mindestgrenzwerte für Nassbremsen auf standardisierter Oberfläche ( ISO 23671) in Relation zu einem Standardreifen SRTT (Uniroyal TigerPaw 195/75 R14) vor.
Diese gesetzliche Regelung berücksichtigt in keiner Weise den Stand der Technik.
Geplante Gesetzgebung der EU
100
110Sommereifen 110%
SRTT=100Winterreifen 100%
Nordic-Winterreifen 90%90
TigerPaw
16 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Wettbewerber1 2 3 4 5 6 7 8
(BPN=48,6)
C
B
A
A+
E
D
A++
F
Nassbremsperformance von Winterreifen verschiedener Hersteller
Test gemäß ISO 23671
Nas
sgri
ff-G
rad
ing
vors
chla
g C
on
tin
enta
l
EU: Winterreifen = Uniroyal TigerPaw (SRTT) Ref. Reifen
Nas
sbre
mse
n m
it A
BS
17 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
3. EU-Vorschlag zur Regulierung derGeräuschentwicklung
Sofern diese gesetzliche Regelung, wie in der Tabelle aufgezeigt, in Kraft tritt, wird die Reifenentwicklung einen sicherheitstechnischen Rückschritt machen.
Geplante Gesetzgebung der EU
PKW-Reifen Klassen
Reifenbreite (mm)
Grenzwert (dB A)
Reduzierung zu bestehenden Grenzwerten
C1A ≤ 185 71 2.5 – 4.5
C1B > 185 ≤ 215 72 4.5
C1C > 215 ≤ 245 72 5.5
C1D > 245 ≤ 275 73 4.5
C1E > 275 75 2.5
Reifen Klassen
Reifenbreite (mm)
Grenzwert (dB A)
Reduzierung zu bestehenden Grenzwerten
C2
(LLKW)
Normal 71 5.5
Schnee (M+S)
72 6.5
Spezial 74 5.5
C3
(LKW)
Normal 71 6.5
Schnee (M+S)
73 6.5
Spezial 75 5.5
18 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Vor
beifa
hr-G
eräu
schp
egel
dB
(A)
Messwerte aus Vorbeifahrt 80 km/h freirollendBsp.: 215/55 R16
Geräuschentwicklung am Reifen, die die Anforderungen der EU berücksichtigen würden:
Laufstreifenprofile
Grenzwert des EU-Vorschlags
Design-Restriktionen
19 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
4. TPMS-Pflicht
EU plant Plicht für Reifenluftdruckkontrollsysteme (TPMS) als sinnvollen Beitrag zur Verringerung der CO2-Emissionen.
Mit dieser Maßnahme können neben der weiteren Steigerung der Sicherheit bei Reifenschäden
bis zu 10 Mio Tonnen CO2 jährlich eingespart werden.
Geplante Gesetzgebung der EU
TPMS: Tire Pressure Monitoring System automatische Reifenluftdruck-Überwachung
20 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Rollwiderstand:
Zielkonflikte und Lösungsansätze am Reifen
21 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Luftwiderstand
Rollwiderstand
Trägheitswiderstand
Innere Reibung
Aufteilung des Verbrauchs nach Fahrwiderständen
Rollwiderstand 16% 16%Luftwiderstand 36% 4,5%
Widerstand durch innere Reibung
32% -
Trägheitswiderstand (Beschleunigung)
16% 0,4%
Gesamt Widerstand 100% 20,9%
Anteil der Reifen
Aufteilung des Verbrauchs nach Fahrwiderständen (Drittelmix)
22 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
AB
S
Nas
sbre
mse
n
Niveau 2
Niveau 1
Niveau 3
Entwicklungsziele für Mischungen
Verschiebung der Eigenschaften
Laufstreifenmischungen
Verbrauch /Rollwiderstand (besser)
Zielkonflikte: Rollwiderstand / Nassgriff
23 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
ABS Nassbremsen
Festlegung eines Limits + Grading für Rollwiderstand und Nassgriff
Verbrauch /Rollwiderstand (besser)
D
C
B
A
RR Grading
LIMIT
LIMIT
„WET Grading“
ROWI-Klassen nur sinnvoll in Kombination mit Nassgriffklassen
24 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
• Möglichst geringe Gummimenge
• Möglichst geringe Materialdämpfung
• Möglichst geringe Materialverformung
Generelle Regeln zur Minimierung des Rollwiderstands
25 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
1,4
1,0
0,75
CR
1990 1995 2000 2005 2007 2010
Silica
Cap/Base FEM Kalkulation Neue Materialien/Konstruktionen
CEC 3
Bezugsdimension:195/65 R15
Entwicklung des Rollwiderstands
26 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
6. Innenschicht
7. Seitenwand
8. Kernprofil
9. Kern
10. Hornprofil
Bauteil
1. Laufstreifen Oberteil
2. Laufstreifen Unterteil
3. Bandage
4. Gürtel
5. Karkassgewebe
Bauteil Einfluss auf Rowi
50%
20%
5-10%
Einfluss auf Rowi <1%
5-10%
10-15%
Rollwiderstanddurch FEM Berechnung
27 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Kategorie BaugruppePotential 2010 Min
[%] MaxPotential 2015Min [%] Max
Mischung Base
Unterbau (Gürtel, SW, Wulst)
2 - 4
2 - 6
2 - 5
4 - 10
Konstruktion
Alternative Gürtel-Konstruktionen
Karkass-Konstruktionen
Festigkeitsträger
0 - 5
1 - 4
1 - 4
2 - 8
1 - 5
2 - 6
Kontur Optimierte Kontur SW & Laufstreifen 2 - 5 3 - 7
Laufstreifen red. Profiltiefe
Void- and Steifigkeitsoptimierung
1 - 5
0 - 3
2 - 7
0 - 5
Prozeß Vulkanisation
Reifenbau
1 - 3
0 - 3
1 - 5
1 - 5
Geschätzte Reifen Performance 10 - 20 15 - 30
Was können zukünftig verschiedenen Bereich des Reifenbaus zur Reduzierung des Rollwiderstands beitragen?
28 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Systemvernetzung:
Reifen und Elektronik
29 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
-1,25 -1 -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25
Deflation / bar
Percentage of tires
Influence of tire deflation on rolling resistance
100%
110%
120%
130%
140%
150%
-1,25 -1 -0,75 -0,5 -0,25 0
Deflation / bar
Rolling Resistance
Beispiel für vermeidbaren Kraftstoffverbrauch:
1 bar Minderluftdruck entspricht 30% höherem Rollwiderstand. Das verursacht rund 9% mehr Kraftstoffverbrauch im Stadtverkehr.
Häufigkeitsverteilung Reifenluftdruck Luftdruck und Rollwiderstand
Einhaltung des PKW Reifenluftdrucks im Feld
Hä
ufig
keit
in %
Ro
llwid
erst
and
Minderluftdruck Minderluftdruck
30 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Integration in EBS(MAB / MIB)
TPMS ITS *
* Noch nicht entschieden
Integrationin EBS
TPMS
Integrationin RKE
“Stand aloneSystem”
ITS ITSDDSnur in EBS
“Stand aloneSystem”
Motorräder PKW LKW
31 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
2
2
1
))))))))
))))))))))))))))))
))))))))))))))
1
1
11
1
1
ITS Modul(Batterie integriert)
P: 5,2
P: 5,7
P: 5,0
P: 5,1
P: 4,9
P: 3,1
P: 5,2
P: 5,6
P: 5,3
P: 4,2
P: 5,2
P: 5,2
ITS System
ECU ( Receiver)
3
“Dashboard” oderexternes Display
3
2
32 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
ITS für PKW mit weiteren integrierten Funktionen
Weitere Funktionen:Messbarkeit der einzelnen Reifenbelastung
ITS unterstützt elektronische Bremssysteme
Überlastwarnung
Erkennung des PKW-Schwerpunkts
ITS unterstützt elektronische Dämpfungssysteme
Sensorreduzierung der Hauptscheinwerfer-Regulierung
33 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Reifenlast FR Reifenlast FL
COG (stat)
ReifenlastHL
COG (dyn)
PKW-Schwerpunkt(Center of Gravity COG)
ReifenlastHR
34 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Profiltiefe im Zielkonflikt Sicherheit und Ökologie
35 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
ams-
August 2006
autoexpress-
May 2005
2005 “Worn Tyres Shock” Artikel in Autoexpress
2006 “Wet-Einsatz” in ams
2007 Testworld hat entsprechende Profiltiefenstudien durchgeführt, weitere Zeitschriften befinden sich im Planungsstadium
Conti empfiehlt 3mm Mindestprofiltiefe seit ca 20 Jahren
Seit 2003 wird das Thema insbesondere in Grossbritannien verstärkt untersucht
36 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Bremswege auf nasser Fahrbahn bei unterschiedlichen Restprofiltiefen
Testergebnisse der “Motor Industry Research Association (MIRA”) United Kingdom UK
Bremsweg vs. Profiltiefe (100 – 0km/h)
Nasse Fahrbahn
trockene Fahrbahn
Pro
filtie
fe [
mm
]
Bremsweg [%]
37 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Näs
se G
esam
t %
Profiltiefe
60
100
voll 5 mm 3 mm 1.6 mm
70
80
90
205/55 R16 Mittelwert über verschiedene Wettbewerber
Nässe Gesamt: Nassbremsen, Aquaplaning längs und quer
Einfluß der Profiltiefe auf Nassperformance
38 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
75
Eigenschaften [%]
Gesetzliches Limit RPT = 1.6 mm
8 6 4 2
Continental empfiehlt 4.0 mm RPT für WinterreifenContinental empfiehlt 3.0 mm RPT für Sommerreifen
100
50
Nassbremsen
Aquaplaning längsAquaplaning quer
Komfort & Nasshandling
Schneetraktion
25
Restprofiltiefe RPT [mm]
Änderung der Reifeneigenschaften mit der Restprofiltiefe (RPT)
39 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Continental empfiehlt 3.0 mm RPT für Sommerreifen
100
150
50
Eigenschaften [%]
Restprofiltiefe RPT [mm]
Gesetzliches Limit RPT = 1.6 mm
8 6 4 2
Trockenhandling & Trockenbremsen
Nassbremsen
Aquaplaining längsAquaplaning quer
Komfort & Nasshandling
Rollwiderstand
Schneetraktion
Continental empfiehlt 4.0 mm RPT für Winterreifen
Verschlechterung
Vorbesserung
Änderung der Reifeneigenschaften mit der Restprofiltiefe (RPT)
40 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Conti empfiehlt 3.0 mm RPT bei Sommerreifen
75
Eigenschaften [%]
Gesetzliches Limit RPT = 1.6 mm
8 6 4 2
Conti empfiehlt 4.0 mm Restprofiltiefe RPT bei Winterreifen
100
50
25
Restprofiltiefe RPT [mm]
Bis auf RPT von 3 mm verliert ein Reifen 30 % seiner Sicherheitseigenschaften
Abrieb (rest)
ca. 80 % seines Abriebpotentials
Nassgriffverhalten
Verlust and Sicherheit und Wirtschaftlichkeit bei Änderung der Restprofiltiefe
41 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Conti empfiehlt 3mm RPT für Winterreifen
75
Eigenschaften [%]
Gesetzliches Limit RPT = 1,6 mm
8 6 4 2
Conti empfiehlt 4 mm Restprofiltiefe RPT für Sommerreifen
100
50
25
TPD [mm]
Nassgriffverhalten
Bis auf RPT von 3 mm verliert ein Reifen 30 % seiner Sicherheitseigenschaften
Abriebleistung
ca. 80 % seines Abriebpotentials ca. 20 % seines Abriebpotentials
Innerhalb der letzten 1.4 mm RPT verliert
zus. 25 % seiner restl. Sicherheitseigenschaftgen
Verlust and Sicherheit und Wirtschaftlichkeit bei Änderung der Restprofiltiefe
42 / Dr. B. Wies/ 01.10.2007 © Continental AG
Schon wieder eine CO2 Diskussion. Wunschdenken vs. Realität bei technischen Lösungen
Danke für die Aufmerksamkeit… und denken Sie dran: ein
Reifen ist kein Kühlschrank!!!
Sehr einseitig ausgelegter Reifen