探究負載條件、輪胎類型和環(huán)境溫度對輪胎-道路顆粒物排放的影響

關(guān)鍵詞：氣溶膠粒徑譜儀、氣溶膠光譜儀、粒徑分布、PM10、顆粒物濃度

隨著全球?qū)諝赓|(zhì)量的關(guān)注逐漸提高，有害顆粒物（PM）的排放問題已成為環(huán)境和健康領(lǐng)域的熱點。卡爾斯魯厄理工學院車輛系統(tǒng)技術(shù)研究所運用先進的技術(shù)手段，特別是Palas® Promo光散射氣溶膠粒徑譜儀系統(tǒng)，來深入研究輪胎與路面接觸時的顆粒物排放現(xiàn)象。通過對負載條件、輪胎類型和環(huán)境溫度等因素的綜合研究，他們揭示了不同條件對輪胎路面顆粒物排放的影響。

高校科研團隊的選擇

卡爾斯魯厄理工學院（KIT）是德國歷史悠久的理工大學和大型的研究中心，學術(shù)綜合影響力排名居歐洲第六位。在這項研究中，學院技術(shù)人員采用內(nèi)鼓式試驗臺對輪胎與路面接觸時的顆粒物排放進行了測試和分析。該試驗臺配備了真實的路面，并對試驗臺進行升級，能夠?qū)崟r測量顆粒物。為了進行各項測試，研究人員選擇了不同類型的輪胎，包括夏季、冬季和全季輪胎，并在不同環(huán)境溫度下進行測試。通過對縱向力和橫向力的研究，研究人員確定了不同工況下的排放特性，并且還對顆粒粒徑分布進行了評估。

卡爾斯魯厄理工學院（KIT）車輛系統(tǒng)技術(shù)研究所的內(nèi)鼓式試驗臺

Palas® Promo® 2000氣溶膠粒徑譜儀和welas® 2500氣溶膠傳感器等在此次研究中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。該系統(tǒng)能夠連續(xù)監(jiān)測顆粒物的顆粒質(zhì)量濃度（PMC）、顆粒數(shù)濃度（PNC）以及粒徑分布。其高測量頻率和準確性使研究人員能夠捕捉到不同工況下顆粒物排放的變化，而且其連續(xù)實時監(jiān)測使研究結(jié)果更加準確和可靠。

研究者們發(fā)現(xiàn)，縱向力和橫向力這兩個因素對輪胎路面顆粒物排放產(chǎn)生了顯著影響。排放水平隨著載荷的增加而上升，而各種輪胎類型也呈現(xiàn)出不同的排放特性。研究結(jié)果表明，不同季節(jié)的輪胎（夏季、冬季和全季）在排放行為上存在顯著差異。冬季輪胎的排放量明顯高于夏季輪胎，而全季輪胎介于兩者之間。此外，環(huán)境溫度也對排放產(chǎn)生影響，較低的溫度下夏季輪胎的排放量較小，而較高的溫度下冬季輪胎的排放量較小。

Palas® Promo® 2000氣溶膠粒徑譜儀能夠測量0.2 µm至100 µm四個測量范圍內(nèi)的顆粒，采樣頻率高達1 Hz，并且使用特殊的校準粉塵（Palas® MonoDust）對每個范圍進行校準。設備的氣溶膠流速為5升/分鐘，能夠檢測到高達4 x 103 顆粒/cm3的粒子數(shù)濃度，且不會出現(xiàn)任何重合誤差，能夠確保實驗測試的順利進行，推動科研成果的突破。例如，在下圖中，Palas®粒徑譜儀分別呈現(xiàn)了，在環(huán)境溫度為25℃，SRT值為60時，夏季輪胎的顆粒濃度與縱向力和側(cè)向力的變化過程計算曲線。

在環(huán)境溫度為25℃，SRT值為60時，夏季輪胎的顆粒濃度與縱向力的變化過程計算曲線

在環(huán)境溫度為25℃，SRT值為60時，夏季輪胎的顆粒濃度與側(cè)向力的變化過程計算曲線

這項研究還關(guān)注了顆粒物的粒徑分布，發(fā)現(xiàn)不同負載條件下顆粒粒徑的變化與負載水平呈正相關(guān)。這意味著在負載條件下，顆粒粒徑變大，從而進一步影響了顆粒物的排放特性。除了顆粒質(zhì)量濃度（PMC）和顆粒數(shù)濃度（PNC）之外，Palas® Promo®氣溶膠光譜儀還記錄了顆粒物每秒出現(xiàn)的粒徑分布。它能為每個穿過測量腔體的粒子記錄一個散射光脈沖，根據(jù)散射光脈沖的大小和其它相關(guān)參數(shù)，最終可以得出粒子的大小和質(zhì)量，這些優(yōu)勢都是卡爾斯魯厄理工學院車輛系統(tǒng)技術(shù)研究所選擇Palas®的重要原因。例如，下圖分別顯示了夏季輪胎在不同載荷條件下典型顆粒質(zhì)量和顆粒數(shù)的分布情況。

夏季輪胎不同載荷條件下典型顆粒質(zhì)量分布

夏季輪胎不同載荷條件下典型顆粒數(shù)分布

通過這項研究，研究人員不僅深入了解了輪胎路面顆粒物排放的機制，還為如何減少這些排放提供了有價值的指導。將來，這些研究結(jié)果可能有助于制定更加科學合理的交通和環(huán)境政策，從而改善空氣質(zhì)量，保障人們的健康。Palas® Promo®光散射氣溶膠粒徑譜儀系統(tǒng)的應用也為類似的研究提供了一種強大的技術(shù)支持，有望在更多領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用，推動環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展。

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Palas® Promo® 2000氣溶膠粒徑譜儀

產(chǎn)品優(yōu)勢

測量范圍為0.2至100 µm（在一臺設備中可選擇 4 個測量范圍）

僅在一臺設備中最多四個測量范圍：

? 0.2 µm ? 10 µm

? 0.3 µm ? 17 µm

? 0.6 µm ? 40 µm

? 2 µm ? 100 µm（附加傳感器2300和2500）

每個測量范圍多達128個尺寸通道，濃度范圍為1顆粒/ cm3至106顆粒/ cm3

不同折射率的校準曲線

從0.2 µm開始的非常高且可重現(xiàn)的計數(shù)效率

耐壓達10 bar（可選）

可加熱至250 ℃（可選）

光纖技術(shù)

大觸摸屏、簡單操作

校準、清潔和光源更換均可由客戶獨立執(zhí)行

通過RS 232或以太網(wǎng)進行外部控制

帶有分析軟件PDAnalyze

可選：可通過welas® digital進行操作的軟件PDControl

低維護

功能可靠

減少您的運營費用

應用領(lǐng)域

排放監(jiān)控

研磨和分類過程控制

食品，制藥和化工行業(yè)的生產(chǎn)過程監(jiān)控

測試完整的過濾器，慣性和濕式分離器或靜電除塵器

Palas®定期開展各種主題的在線研討會來傳遞氣溶膠測量技術(shù)的專業(yè)知識，來自全球的Palas®專業(yè)技術(shù)人員，以及行業(yè)學者將為您進行在線詳細講解。歡迎注冊參會，盡快獲悉在線研討會信息！

主題：亞微米&微米氣溶膠的表征與分析

時間：2023年9月22日，周五 15:00-16:00

主講人：伊方杰 先生

Palas®中國工業(yè)與高?？蒲行袠I(yè)經(jīng)理

歡迎您注冊報名參會！

作為氣溶膠測量技術(shù)的專家，Palas®將其在顆粒和過濾技術(shù)領(lǐng)域制定安全標準的長期專業(yè)知識帶入了中國，將其*的技術(shù)集成在高精度和認證儀器中，可用于生產(chǎn)和表征空氣中的顆粒。除此之外，還將開展培訓課程和研討會來傳遞專業(yè)知識。2020年7月，Palas®中國在上海成立運營，以更好地服務于亞洲市場。Palas®不僅將德國品質(zhì)帶入中國，而且還滿足您進行安全可靠測試所需的所有相關(guān)規(guī)范和標準。作為一家通過ISO 9001：2015質(zhì)量管理體系認證的公司，Palas®提供的過濾效率測試解決方案符合歐盟、中國和美國等國家和地區(qū)的相關(guān)標準， 如ISO 16890, ISO 29463-3, ISO 12500, ISO 17536等，為用戶的出口業(yè)務提供有力支持。在環(huán)保方面，Palas®同樣遵守多項環(huán)境監(jiān)測行業(yè)標準（EN 15267, HJ653等）。

帕剌斯儀器（上海）有限公司

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