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美國(guó)TSI：發(fā)動(dòng)機(jī)排放顆粒物測(cè)量解決方案

2021-11-26 12:54:13·  來(lái)源：汽車測(cè)試網(wǎng)  
　
http://m.hairay.cn/com/tsichina/
歡迎美國(guó)TSI集團(tuán)中國(guó)公司入駐汽車測(cè)試網(wǎng)官網(wǎng)！http://m.hairay.cn/com/tsichina/
一直以來(lái)始終處于測(cè)量?jī)x器的技術(shù)尖端和前沿
過(guò)去20 年來(lái)，TSI 一直是汽車和重型內(nèi)燃機(jī)、非道路移動(dòng)和固定機(jī)械、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和船用發(fā)動(dòng)機(jī)排放顆粒物測(cè)量?jī)x器和解決方案的主要開發(fā)者和供應(yīng)商，其應(yīng)用領(lǐng)域包括：
? 發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)
? 型式認(rèn)證中粒子數(shù)量測(cè)量
? 發(fā)動(dòng)機(jī)粒子表征
? 實(shí)際場(chǎng)景排放
1、發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)
發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)商、柴油和汽油顆粒物過(guò)濾器（DPF/GPF）制造商以及其它汽車部件供應(yīng)商依賴詳細(xì)的顆粒物粒徑和濃度數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)和優(yōu)化低排放車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)或后處理設(shè)備。同時(shí)，隨著汽車和道路重型移動(dòng)機(jī)械排放標(biāo)準(zhǔn)趨于嚴(yán)格，飛機(jī)和船用發(fā)動(dòng)機(jī)等非道路源造成的環(huán)境污染將持續(xù)增加。TSI 的解決方案使研究人員和制造商能夠保持位于技術(shù)的前沿，開發(fā)更清潔、更省油的發(fā)動(dòng)機(jī)。
2、型式認(rèn)證中粒子數(shù)量(PN) 的測(cè)量
TSI 長(zhǎng)期以來(lái)一直作為行業(yè)引領(lǐng)者，為各種應(yīng)用提供凝聚核粒子計(jì)數(shù)器（CPC）。事實(shí)上，在聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)委會(huì)贊助的粒子測(cè)量計(jì)劃（PMP）非正式工作組的開發(fā)過(guò)程中，TSI凝聚核粒子計(jì)數(shù)器被視為標(biāo)準(zhǔn)參考儀器，對(duì)當(dāng)前歐洲基于顆粒物數(shù)量的排放法規(guī)制定做出了重大貢獻(xiàn)。用于型式認(rèn)證試驗(yàn)的儀器通常使用TSI 的發(fā)動(dòng)機(jī)排放CPC 作為測(cè)量?jī)x器完整解決方案的一部分，通過(guò)底盤測(cè)功機(jī)測(cè)量來(lái)認(rèn)證車輛。
3 發(fā)動(dòng)機(jī)排放顆粒物的表征
內(nèi)燃機(jī)排放顆粒物的物理化學(xué)表征使研究人員能夠了解影響顆粒物特性的粒子結(jié)構(gòu)、形態(tài)和化學(xué)成分。這些信息可以幫助發(fā)動(dòng)機(jī)制造商進(jìn)一步減少顆粒物排放，幫助氣候?qū)W家開發(fā)大氣化學(xué)模型，或者幫助濾料制造商設(shè)計(jì)呼吸器濾料，為重型設(shè)備操作人員提供保護(hù)。MSP 公司屬于TSI，長(zhǎng)期以來(lái)一直是開發(fā)和制造級(jí)聯(lián)撞擊式分層采樣器的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，其應(yīng)用范圍從環(huán)境污染源和藥物氣溶膠到發(fā)動(dòng)機(jī)粒子排放測(cè)量。
4 實(shí)際場(chǎng)景排放
評(píng)估建筑機(jī)械、船用發(fā)動(dòng)機(jī)、公共汽車和其它車輛在實(shí)際使用條件下的排放水平迅速成為最近新聞中的熱門話題。TSI 公司的納米顆粒物排放測(cè)量?jī)x（3795 NPET）就是為此目的而制造的，它符合瑞士法規(guī)941.242 中關(guān)于非道路移動(dòng)機(jī)械（NRMM）的要求。
對(duì)于未配備DPF 的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等顆粒物濃度極高的情況，TSI 最近開發(fā)了高濃度納米顆粒物排放測(cè)量?jī)x(NPET 3795-HC），可用于測(cè)量帶有DPF 或GPF 的發(fā)動(dòng)機(jī)上下游總固體顆粒物濃度、冷起動(dòng)排放，或生物質(zhì)燃燒排放。
也可以使用3795-HC 測(cè)量燃燒木材爐灶的固體顆粒物排放量，以滿足認(rèn)證生態(tài)標(biāo)簽的要求。
近年來(lái)，為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛測(cè)試規(guī)程與實(shí)際情況相比的代表性，以及識(shí)別高排放車輛，定期技術(shù)檢查（PTI）的需求大幅增長(zhǎng)。幾個(gè)歐洲國(guó)家正在實(shí)施車輛PTI 計(jì)劃，需要低成本、堅(jiān)固耐用、快速且易于使用的固體顆粒物計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器可配置在這些國(guó)家的數(shù)千個(gè)排放測(cè)試車庫(kù)中。荷蘭政府最近頒布了使用粒子計(jì)數(shù)器對(duì)在用柴油顆粒過(guò)濾器進(jìn)行測(cè)量的法規(guī)，自2020 年1 月1 日起生效。
顆粒物數(shù)量測(cè)量的高級(jí)解決方案

1 3090 型發(fā)動(dòng)機(jī)排放顆粒物粒徑譜儀?(EEPS?)
? 提供精確的時(shí)間分辨粒徑分布，10Hz 時(shí)間分辨率和從5.6nm 到560nm 共32 個(gè)粒徑通道
? 實(shí)時(shí)高精度測(cè)量瞬態(tài)條件下的顆粒物粒徑分布
? EEPS ?粒徑譜儀的測(cè)量結(jié)果與更傳統(tǒng)的測(cè)量方法有很好的相關(guān)性，在穩(wěn)定運(yùn)行條件下測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)排放物的掃描電遷移粒徑譜儀（SMPS）
? 許多主要的汽車公司已經(jīng)在試驗(yàn)室中使用EEPS ? 粒徑譜儀
應(yīng)用實(shí)例
作為其眾多應(yīng)用中的一個(gè)例子，3090 型EEPS 粒徑譜儀已用于跟蹤DPF 再生過(guò)程中常見的粒子排放的瞬間增加（見圖1）。不僅可以測(cè)量總顆粒物排放量，還可以測(cè)量粒徑分布，這對(duì)于開發(fā)和改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略和后處理裝置至關(guān)重要。


圖1. 歐3 柴油機(jī)DPF 再生后的粒徑分布和數(shù)量濃度（2019 年11 月布魯塞爾第51 次PMP 會(huì)議，Sureal23 項(xiàng)目）
2 3098 多孔管熱稀釋器(PTT)
即將到來(lái)的后歐6/VI 顆粒物數(shù)量法規(guī)將要求低于23nm 的發(fā)動(dòng)機(jī)排放顆粒物的精確測(cè)量。為此，TSI 最近推出了3098 型多孔管熱稀釋器（PTT）；與EEPS 粒徑譜儀配套設(shè)計(jì)組成一套完整的解決方案（見圖2）。
3098 型PTT 提供兩個(gè)獨(dú)立的用戶可調(diào)稀釋器，基于多孔管稀釋器設(shè)計(jì)（這種類型的稀釋器已被最近的地平線2020（Horizon 2020）歐洲項(xiàng)目推薦）。催化分離器位于2 個(gè)稀釋器之間，按照當(dāng)前顆粒物數(shù)量法規(guī)的要求測(cè)量固體顆粒。
? 該系統(tǒng)已充分考慮并補(bǔ)償了顆粒物損失
? 提供了一個(gè)用戶友好的統(tǒng)一軟件控制解決方案，還具有用于測(cè)試單元集成的AK 規(guī)程功能。
3090 型EEPS 和3098 型PTT 組成了一套稱為3095 型發(fā)動(dòng)機(jī)排放顆粒物測(cè)量系統(tǒng)的完整即用系統(tǒng)。這套易于使用、性能穩(wěn)定的解決方案，是在顆粒物過(guò)濾器之前和/或之后測(cè)量原始發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒產(chǎn)生氣溶膠的理想工具。


圖2. 3095 型發(fā)動(dòng)機(jī)排放顆粒物測(cè)量系統(tǒng)
3090 型EEPS 粒徑譜儀和3098 型多孔管熱稀釋器。

為各種應(yīng)用提供凝聚核粒子計(jì)數(shù)器(CPC) 的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者


1 3790A 型發(fā)動(dòng)機(jī)排放凝聚核粒子計(jì)數(shù)器(EECPC)
最新一代3790A 型EECPC 能夠檢測(cè)納米顆粒物（按照歐5/6 和歐VI 法規(guī)的要求），通常與兩個(gè)稀釋器和揮發(fā)性顆粒去除器（VPR）結(jié)合使用，以進(jìn)行符合PMP 的固體顆粒數(shù)排放測(cè)量。


2 該EECPC 的10nm 版本(3790A-10 型)
新版本的3790A-10 型CPC 可在即將出臺(tái)的適用于汽車和卡車的后UNECE 歐洲6/VI 法規(guī)之前問(wèn)世，汽車制造商和配套供應(yīng)商現(xiàn)在擁有了必要的工具，可以在新法規(guī)實(shí)施之前提前開發(fā)新的解決方案。
下表比較了23 nm 3790A 型EECPC 和10 nm 3790A-10 型 EECPC

撞擊式顆粒物分級(jí)采樣器
NANOMOUDI?
撞擊式顆粒物采樣器125R


? 用于識(shí)別關(guān)鍵分子標(biāo)記，以便根據(jù)來(lái)源區(qū)分顆粒，包括提供有關(guān)燃油和潤(rùn)滑油使用、發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸和發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的信息。
? 顆粒物樣品可在10 nm 至10μm 之間的13 個(gè)粒徑段中被采集，以便隨后進(jìn)行物理和化學(xué)表征分析。
? 該系統(tǒng)已在地平線2020（Horizon 2020）PEMs4Nano項(xiàng)目中被使用，該項(xiàng)目專注于便攜式設(shè)備的開發(fā)，用于在實(shí)際道路排放應(yīng)用中檢測(cè)10 nm 以下的顆粒物。

真實(shí)場(chǎng)景排放中可靠的測(cè)量工具


納米顆粒物排放測(cè)量?jī)x(3795 型NPET)
這種堅(jiān)固、便攜的儀器用于評(píng)估實(shí)際條件下的排放水平：工程機(jī)械、船用發(fā)動(dòng)機(jī)、公共汽車和其它非道路發(fā)動(dòng)機(jī)。
? 自由測(cè)量模式，可連續(xù)進(jìn)行數(shù)值濃度測(cè)量。
? 具有測(cè)試循環(huán)模式，符合瑞士法規(guī)941.242 規(guī)定的非道路移動(dòng)機(jī)械（NRMM）測(cè)試規(guī)程。
? 批準(zhǔn)用于驗(yàn)證配備顆粒物過(guò)濾器的船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是否符合瑞士法規(guī)SR 747.201.3。
? 能夠在-10°C 和3000 m 高度的條件下安全運(yùn)行。
? 由于其靈敏度高，能夠檢測(cè)到柴油顆粒過(guò)濾器內(nèi)的小裂縫或泄漏引起的濃度升高，而這些裂縫或泄漏是用傳統(tǒng)煙度計(jì)無(wú)法檢測(cè)到的。
高濃度NPET (3795-HC 型)
對(duì)于未配備DPF 的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等顆粒濃度極高的情況，3795-HC 型是首選儀器。
? 可以對(duì)高達(dá)每立方厘米1 億個(gè)粒子的濃度進(jìn)行測(cè)量。
? 測(cè)量裝有DPF 或GPF 的發(fā)動(dòng)機(jī)上下游的總固體顆粒物濃度、冷起動(dòng)排放，或生物質(zhì)燃燒排放。
? 測(cè)量固體顆粒物排放量，使制造商能夠在新法規(guī)實(shí)施之前開發(fā)出新的解決方案。
? 測(cè)量燃燒木材爐灶的固體顆粒物排放量（符合德國(guó)藍(lán)天使認(rèn)證生態(tài)標(biāo)簽的要求）。
關(guān)于TSI公司
TSI公司研究、確定和解決各種測(cè)量問(wèn)題，為全球市場(chǎng)服務(wù)。作為精密儀器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，TSI與世界各地的科研機(jī)構(gòu)和客戶合作，確立與氣溶膠科學(xué)、氣流、健康和安全、室內(nèi)空氣質(zhì)量、流體力學(xué)及生物危害檢測(cè)有關(guān)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。TSI總部位于美國(guó)，在歐洲和亞洲設(shè)有代表處，在其服務(wù)的全球各個(gè)市場(chǎng)建立了機(jī)構(gòu)。每天，我們專業(yè)的員工都在把科研成果轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)。


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