专利详情

标题一种整车制动磨损颗粒物排放测量系统
[标]当前申请(专利权)人南开大学
申请日2023年4月19日
申请号CN202310419981.2
公开(公告)日2024年8月20日
公开(公告)号CN118518546A
授权日-
法律状态/事件公开
专利类型发明申请
发明人毛洪钧
受理局中国
当前申请人(专利权)地址300071 天津市南开区卫津路94号 (天津,天津,南开区)
IPC分类号G01N15/00 | G01N15/02 | G01N15/06 | G01N1/24 | G01K7/02
国民经济行业分类号C4021 | C4330 | C3544 | C4024 | C4014 | C3581
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代理人-
被引用专利数量-
专利价值-

摘要

本发明提供一种整车制动磨损颗粒物排放测量系统,涉及机动车排放污染物技术领域,包括收集装置和测量装置,收集装置用于捕获机动车制动时排放的含有制动磨损颗粒物的气溶胶;测量装置用于测量制动磨损颗粒物并获取制动磨损颗粒物的排放特征。本发明提供的方案可以真实测量整车的制动磨损颗粒物排放。

1.一种整车制动磨损颗粒物排放测量系统,其特征在于:包括:
收集装置,所述收集装置用于捕获机动车制动时前后轮制动系统排放的含有制动磨损颗粒物的气溶胶;
测量装置,所述测量装置用于测量制动磨损颗粒物并获取制动磨损颗粒物的排放特征。
2.根据权利要求1所述的整车制动磨损颗粒物排放测量系统,其特征在于:所述收集装置包括收集罩、旋转接管、输送管、气溶胶采样管和风机,所述收集罩固定设于机动车前后轮毂的外侧,所述制动磨损颗粒物能够通过所述轮毂的间隙进入到所述收集罩中;
所述收集罩、所述旋转接管、所述输送管、所述气溶胶采样管和所述风机依次设置,所述旋转接管的一端与所述收集罩固定连接,另一端与所述输送管能够转动地连接,所述输送管和所述气溶胶采样管连接并连通,所述风机用于将含有制动磨损颗粒物的气溶胶抽吸至所述气溶胶采样管内。
3.根据权利要求2所述的整车制动磨损颗粒物排放测量系统,其特征在于:所述气溶胶采样管上设置有仪器采样口,所述测量装置通过所述仪器采样口获得所述气溶胶采样管中的气溶胶并进行相应测量。
4.根据权利要求2所述的整车制动磨损颗粒物排放测量系统,其特征在于:还包括支撑平台,所述支撑平台设置于所述旋转接管的下方并能够支撑所述旋转接管。
5.根据权利要求4所述的整车制动磨损颗粒物排放测量系统,其特征在于:所述支撑平台的高度可调。
6.根据权利要求3所述整车制动磨损颗粒物排放测量系统,其特征在于:所述测量装置包括中流量滤膜采样器、空气动力学粒径谱仪、电子低压撞击仪和单颗粒铜网采样器,所述气溶胶采样管上设置有四个所述仪器采样口,所述中流量滤膜采样器、所述空气动力学粒径谱仪、所述电子低压撞击仪和所述单颗粒铜网采样器分别与四个所述仪器采样口相连。
7.根据权利要求1所述的整车制动磨损颗粒物排放测量系统,其特征在于:还包括温度监测装置,所述温度监测装置用于实时监测制动片的温度并传导至电脑端。
8.根据权利要求2所述的整车制动磨损颗粒物排放测量系统,其特征在于:所述气溶胶输送管和所述气溶胶采样管通过快接卡箍相连。

技术领域
[0001]本发明涉及机动车排放污染物技术领域,特别是涉及一种整车制动磨损颗粒物排放测量系统。
背景技术
[0002]机动车排放的颗粒物已成为我国大中城市空气污染的重要来源。
[0003]机动车相关颗粒物排放不仅包括传统意义上的尾气排放,还包括制动磨损、轮胎磨损、路面磨损、道路扬尘等非尾气排放途径。尾气颗粒物是发动机燃烧过程中燃料不完全燃烧产生的颗粒物;制动磨损是指制动片与制动盘之间的磨损;轮胎磨损和路面磨损是指轮胎与地面之间相互作用产生的磨损;道路扬尘是指沉积在路面的磨损颗粒物被外力再次悬浮于空气中的颗粒物。有研究表明非尾气颗粒物与尾气颗粒物在机动车排放的总颗粒物中占比基本相当。随着世界各国排放法规的不断升级,以及颗粒捕集器等尾气后处理装置的推广应用,尾气颗粒物已经被控制在非常低的水平。而目前还没有限制非尾气颗粒物排放的相关政策法规,因此其环境影响可能更加突出。
[0004]制动磨损颗粒物是非尾气颗粒物的重要组成部分,相关研究表明,制动磨损颗粒物产生了11%-21%的总交通相关PM10排放,以及20%-55%的非尾气PM10排放。机动车的制动系统包括前、后轮两套制动系统,以往有关制动磨损的测试,大多针对前轮制动系统进行,并使用前后轮制动力分配比7:3来计算后轮制动系统的颗粒物排放量。然而,实际车辆制动过程中,前后轮制动系统的实际磨损颗粒物排放量并不完全遵循7:3的比值,这降低了整车制动磨损颗粒物排放水平的精确性。基于此,亟需建立一套可准确整车制动磨损颗粒物排放的测试系统。
发明内容
[0005]本发明的目的是提供一种整车制动磨损颗粒物排放测量系统,以解决上述现有技术存在的问题,可以真实测量整车的制动磨损颗粒物排放。
[0006]为实现上述目的,本发明提供了如下方案。
[0007]本发明提供一种整车制动磨损颗粒物排放测量系统,包括。
[0008]收集装置,所述收集装置用于捕获机动车制动时前后轮制动系统排放的含有制动磨损颗粒物的气溶胶。
[0009]测量装置,所述测量装置用于测量制动磨损颗粒物并获取制动磨损颗粒物的排放特征。
[0010]优选的,所述收集装置包括收集罩、旋转接管、输送管、气溶胶采样管和风机,所述收集罩固定设于机动车轮毂的外侧,所述制动磨损颗粒物能够通过所述轮毂的间隙进入到所述收集罩中。
[0011]所述收集罩、所述旋转接管、所述输送管、所述气溶胶采样管和所述风机依次设置,所述旋转接管的一端与所述收集罩固定连接,另一端与所述输送管能够转动地连接,所述输送管和所述气溶胶采样管连接并连通,所述风机用于将含有制动磨损颗粒物的气溶胶抽吸至所述气溶胶采样管内。
[0012]优选的,所述气溶胶采样管上设置有仪器采样口,所述测量装置通过所述仪器采样口获得所述气溶胶采样管中的气溶胶并进行相应测量。
[0013]优选的,还包括支撑平台,所述支撑平台设置于所述旋转接管的下方并能够支撑所述旋转接管。
[0014]优选的,所述支撑平台的高度可调。
[0015]优选的,所述测量装置包括中流量滤膜采样器、空气动力学粒径谱仪、电子低压撞击仪和单颗粒铜网采样器,所述气溶胶采样管上设置有四个所述仪器采样口,所述中流量滤膜采样器、所述空气动力学粒径谱仪、所述电子低压撞击仪和所述单颗粒铜网采样器分别与四个所述仪器采样口相连。
[0016]优选的,还包括温度监测装置,所述温度监测装置用于实时监测制动片的温度并传导至电脑端。
[0017]优选的,所述输送管和所述气溶胶采样管通过快接卡箍相连。
[0018]本发明相对于现有技术取得了以下技术效果。
[0019]1、可以真实测量整车前后轮制动系统的制动磨损颗粒物排放。
[0020]2、可实现实时采集、测量分析整车行驶过程中制动磨损颗粒物的特征。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图 1 为本发明提供的整车制动磨损颗粒物排放测量系统的结构爆炸图; 图 2为收集罩的结构示意图; 图 3 为支撑平台的结构示意图; 图 4 为气溶胶采样管和风机的结构示意图;图中:1-轮毂;2-M6螺钉;3-收集罩;4-M12螺钉;5-出气孔;6-U型螺栓;7-旋转接管;8-支撑平台;9-变径管;10-气溶胶输送管;11-快接卡箍;12-气溶胶采样管;13-仪器采样口;14-风机;15-风机控制器。
实施方式
[0023]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0024]本发明的目的是提供一种机动车制动磨损颗粒物排放测量系统,以解决上述现有技术存在的问题,可以真实测量整车的制动磨损颗粒物排放。
[0025]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0026]本发明提供一种整车制动磨损颗粒物排放测量系统,包括收集装置和测量装置。收集装置用于捕获机动车制动时排放的含有制动磨损颗粒物的气溶胶。
[0027]如图1~图2所示,其中,收集装置包括收集罩3、旋转接管7、变径管9、气溶胶输送管10、气溶胶采样管12和风机14,变径管9一端尺寸大,另一端尺寸小,收集罩3固定设于机动车轮毂1的外侧,在具体的实施例中,收集罩3可通过多个螺钉或螺栓固定设置于轮毂1的外侧端面上,具体为M6螺钉2,制动磨损颗粒物能够通过轮毂1的间隙进入到收集罩3中;收集罩3、旋转接管7、变径管9、气溶胶输送管10、气溶胶采样管12和风机14依次设置,旋转接管7的一端与收集罩3固定连接,另一端与输送管9能够转动地连接,变径管9和气溶胶输送管10连接并连通,风机14用于将含有制动磨损颗粒物的气溶胶抽吸至气溶胶采样管12内,在收集时打开风机14,风机14抽吸气溶胶,以使得气溶胶经过气溶胶采样管12,处于气溶胶采样管12内的气溶胶能够被测量装置通过仪器采样口抽走进行测量,风机14优选为恒流速风机。旋转接管7通过设置于其端部的法兰盘以及M12螺钉4与收集罩3固定连接。
[0028]测量装置用于测量制动磨损颗粒物并获取制动磨损颗粒物的排放特征,如数量、质量浓度、粒径分布、化学组分、形貌特征以及温度等数据。
[0029]其中,测量装置包括中流量滤膜采样器、空气动力学粒径谱仪、电子低压撞击仪和单颗粒铜网采样器,气溶胶采样管12上设置有四个仪器采样口13,中流量滤膜采样器、空气动力学粒径谱仪、电子低压撞击仪和单颗粒铜网采样器分别与四个仪器采样口13相连。在开展测试之前,流量滤膜采样器、空气动力学粒径谱仪、电子低压撞击仪和单颗粒铜网采样器需进行对时,同步进行数据采集。
[0030]因此,本发明提供的整车制动磨损颗粒物排放测量系统可以真实测量前、后轮的制动磨损颗粒物排放。
[0031]于一些实施例中,如图1和图3所示,为了实现装置的高度与轮毂1的高度相匹配,还设置有支撑平台8,支撑平台8设置于旋转接管7的下方并能够支撑旋转接管7。优选的,支撑平台8的高度可调以实现调整装置高度来匹配不同宽高比的轮胎。旋转接管7通过U型螺栓6来进行移动限位,以使得旋转接管7仅能够绕自身轴线转动而不能够移动,另外,还可将支撑平台8设置为具备一定弹性的平台,例如在支撑面下方设置弹簧,以对旋转接管7进行弹性支撑,进而对旋转接管7的震荡起到缓冲作用。图1和图3所示意的仅是一个具体实施例中支撑平台8的示意图,在其他实施例中,支撑平台8还可为剪叉升降机构、升降气缸、电动升降装置等。
[0032]于一些实施例中,整车制动磨损颗粒物排放测量系统还包括温度监测装置,温度监测装置优选为K型热电偶,温度监测装置用于实时监测制动片的温度并传导至电脑端。本实施例可以实时测量制动片的温度,分析温度对制动磨损颗粒物排放的影响。
[0033]于一些实施例中,气溶胶输送管10和气溶胶采样管12通过快接卡箍11相连,进而实现快拆和快接。
[0034]于一些实施例中,收集罩3可通过多个螺钉或螺栓固定设置于轮辋的外侧端面上,轮辋为轮毂1外圈实体结构。
[0035]于一些实施例中,如图4所示,气溶胶采样管12具有多个仪器采样口13,至多8个仪器采样口13可以同时进行采样,并且可以提供1500Pa的负压和375m3/h 的采样流量来弥补输送过程中的压降。在另一个实施例中,气溶胶采样管12具有多个仪器采样口13,至多12个仪器采样口13可以同时进行采样。
[0036]在进行测量时,驾驶者按照即定的行驶工况驾驶机动车,进而实现对不同工况下的机动车进行整车制动磨损颗粒物排放特征的实时测量。
[0037]本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。