探究負(fù)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(diǎn)。卡爾斯魯厄理工學(xué)院車輛系統(tǒng)技術(shù)研究所運(yùn)用先進(jìn)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(shí)的顆粒物排放現(xiàn)象。通過對負(fù)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?？蒲袌F(tuán)隊(duì)的選擇

卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）是德國歷史悠久的理工大學(xué)和大型的研究中心，學(xué)術(shù)綜合影響力排名居歐洲第六位。在這項(xiàng)研究中，學(xué)院技術(shù)人員采用內(nèi)鼓式試驗(yàn)臺對輪胎與路面接觸時(shí)的顆粒物排放進(jìn)行了測試和分析。該試驗(yàn)臺配備了真實(shí)的路面，并對試驗(yàn)臺進(jìn)行升級，能夠?qū)崟r(shí)測量顆粒物。為了進(jìn)行各項(xiàng)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(jìn)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(jìn)行了評估。

卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）車輛系統(tǒng)技術(shù)研究所的內(nèi)鼓式試驗(yàn)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(zhǔn)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(shí)時(shí)監(jiān)測使研究結(jié)果更加準(zhǔn)確和可靠。

研究者們發(fā)現(xiàn)，縱向力和橫向力這兩個(gè)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(gè)測量范圍內(nèi)的顆粒，采樣頻率高達(dá)1 Hz，并且使用特殊的校準(zhǔn)粉塵（Palas® MonoDust）對每個(gè)范圍進(jìn)行校準(zhǔn)。設(shè)備的氣溶膠流速為5升/分鐘，能夠檢測到高達(dá)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(shí)驗(yàn)測試的順利進(jìn)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(shí)，夏季輪胎的顆粒濃度與縱向力和側(cè)向力的變化過程計(jì)算曲線。

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

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

這項(xiàng)研究還關(guān)注了顆粒物的粒徑分布，發(fā)現(xiàn)不同負(fù)載條件下顆粒粒徑的變化與負(fù)載水平呈正相關(guān)。這意味著在負(fù)載條件下，顆粒粒徑變大，從而進(jìn)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(gè)穿過測量腔體的粒子記錄一個(gè)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(xué)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(xiàng)研究，研究人員不僅深入了解了輪胎路面顆粒物排放的機(jī)制，還為如何減少這些排放提供了有價(jià)值的指導(dǎo)。將來，這些研究結(jié)果可能有助于制定更加科學(xué)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(yīng)用也為類似的研究提供了一種強(qiáng)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(hù)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(shè)備中可選擇 4 個(gè)測量范圍）

僅在一臺設(shè)備中最多四個(gè)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(gè)測量范圍多達(dá)128個(gè)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(zhǔn)曲線

從0.2 µm開始的非常高且可重現(xiàn)的計(jì)數(shù)效率

耐壓達(dá)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(zhǔn)、清潔和光源更換均可由客戶獨(dú)立執(zhí)行

通過RS 232或以太網(wǎng)進(jìn)行外部控制

帶有分析軟件PDAnalyze

可選：可通過welas® digital進(jìn)行操作的軟件PDControl

低維護(hù)

功能可靠

減少您的運(yùn)營費(fèi)用

應(yīng)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(xué)者將為您進(jìn)行在線詳細(xì)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(shí)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(bào)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(biāo)準(zhǔn)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(rèn)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(xùn)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(yùn)營，以更好地服務(wù)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(jìn)行安全可靠測試所需的所有相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。作為一家通過ISO 9001：2015質(zhì)量管理體系認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)， 如ISO 16890, ISO 29463-3, ISO 12500, ISO 17536等，為用戶的出口業(yè)務(wù)提供有力支持。在環(huán)保方面，Palas®同樣遵守多項(xiàng)環(huán)境監(jiān)測行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（EN 15267, HJ653等）。

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