Dr. B. Wies - Tire Line Development worldwide Dr. Burkhard Wies Pressekonferenz, Wien 2007: “Schon wieder eine CO 2 Diskussion? Wunschdenken vs. Realität

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



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



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)



CO2 Emissionen / Ökobilanz



Wirkungs- kategorien

Sachbilanz

Lebenszyklus

Emissionen Abfälle

Rohstoffe Produktion Nutzung Entsorgung

1 2 5

Ökobilanz - Prozessablauf



AltreifenProduktion

In welcher Phase entstehen die meisten Umweltbelastungen?

Rohstoff- gewinnung

“Bitte ankreuzen !”

Nutzung

ContiEcoContact 3

Ökobilanz – Der Lebensweg eines Pkw-Reifens



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.



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



-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



EU Gesetzesinitiative Reifen



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



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!




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



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.


100

110Sommereifen 110%

SRTT=100Winterreifen 100%

Nordic-Winterreifen 90%90

TigerPaw



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



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.


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



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



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.


TPMS: Tire Pressure Monitoring System automatische Reifenluftdruck-Überwachung



Rollwiderstand:

Zielkonflikte und Lösungsansätze am Reifen



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)



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



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



• Möglichst geringe Gummimenge

• Möglichst geringe Materialdämpfung

• Möglichst geringe Materialverformung

Generelle Regeln zur Minimierung des Rollwiderstands



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



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



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?



Systemvernetzung:

Reifen und Elektronik



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



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



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



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



Reifenlast FR Reifenlast FL

COG (stat)

ReifenlastHL

COG (dyn)

PKW-Schwerpunkt(Center of Gravity COG)

ReifenlastHR



Profiltiefe im Zielkonflikt Sicherheit und Ökologie



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



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 [%]



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



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)



Continental empfiehlt 3.0 mm RPT für Sommerreifen

100

150

50

Eigenschaften [%]



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)



Conti empfiehlt 3.0 mm RPT bei Sommerreifen

75

Eigenschaften [%]


8 6 4 2

Conti empfiehlt 4.0 mm Restprofiltiefe RPT bei Winterreifen

100

50

25


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



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



Danke für die Aufmerksamkeit… und denken Sie dran: ein

Reifen ist kein Kühlschrank!!!

Sehr einseitig ausgelegter Reifen

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