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环保 | 清洁空气之路:KNF泵在颗粒物排放管理中的作用

更新日期: 2023-08-21
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从 2025 年开始,欧洲排放法规不仅涵盖废气颗粒物排放,还将包括粉尘排放。鉴于电动汽车较大的重量,这类车型也属于注重减少轮胎、刹车和道路磨损排放的法规管理范围。KNF 隔膜泵可以在为此目的开发的测量和控制系统中发挥至关重要的作用。

 

 

 

欧洲标准 —— 一切为了更清洁的空气

 

 

 

由于私家车的广泛使用,空气质量受到了影响,尤其是在大城市和道路繁忙的地区。这就是为什么欧洲的第一个排放法规早在1970年就出台了,该法规名为《针对机动车尾气排放造成的空气污染采取的措施》。欧 1 标准于 1992 年实行,此后通过定期优化排放限制和检测这些排放的标准,在第一条法规的基础上又制定了多项新的法规。现在在欧盟销售的大多数新型陆地车辆必须排放更少的污染物才能满足相应标准,从而获准上路。

2015 年 9 月,欧 6 排放标准在欧盟生效。两年后,这些法规再次作为欧 6c 和欧 6d 标准的一部分进行了调整。然而,这次不是排放标准进一步收紧限制,而是排气检测本身必须满足标准。欧 6 的排放限制预计将于 2025 年 7 月被欧 7 取代,以通过受监管的燃烧过程和控制干预措施进一步减少废气排放。

 

 

 

 

排放测试不断发展

 

 

在内燃机的实验室测试中,使用了多种方法来检测 CO 、 CO2 、 HC 和 NOx 等排放物。其中,红外和电化学方法最为常用。红外检测依赖于 CO 和 CO2 气体分子在电磁波谱的红外波段中的吸收特性。该技术是将红外光束照射通过气体样本并测量光束穿过气体前后的强度。通过分析强度的变化,可以测定特定气体分子的浓度。红外检测是非破坏性的,可用于分析多种气体。

 

 

 

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在实验室测试中, CO, CO2, HC 和 NOx 可通过直接从排气管取样检测。

 

 

 

另一方面,电化学方法依靠电化学反应来检测气体类型的浓度。例如,用于检测 NOx 的快速灵敏的化学发光方法是基于 NOx 与臭氧在反应室中的化学反应。反应发出的光强度与样本中 NOx 的浓度成正比。另一方面,碳氢化合物是用火焰离子化检测器 (FID) 检测。样气被引入火焰,碳氢化合物燃烧并电离,生成的离子随后被电场检测,产生与碳氢化合物浓度成正比的电流。

 

 

 

 

排放测试中的 KNF 隔膜泵

 

 

 

为了收集待测样本,这些系统利用气泵(例如 KNF NMP 830)从发动机尾气中取样。该泵以恒定流速运行,可实现准确一致的气体采样。此外,一个单独的泵(如 KNF NF 30)用于去除可能从排气管中抽出并在进气管中冷凝的水分。这是防止污染或干扰所必需的措施。

 

对于上述化学发光检测,通常使用 N 920 或 N 952 等气泵,而对于 FID 检测,选用 N 86.16 等泵。特别是对于后者,这些泵经过定制,可有效承受高温。

 

 

 

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使用火焰离子化检测器 (FID) 进行检测时,N 86.16 等泵必须在特别高的温度下运行。

 

 

与汽油发动机的排放检测一样,柴油发动机排放也需要使用隔膜泵取样。在这种情况下,KNF NMP 830.1.2 和 NMP 850.1.2 都适用,具体取决于特定的测试要求。

 

 

 

实际驾驶排放:将测试从工作台带到路上

 

欧 6d 标准引入的实际驾驶排放测试流程进一步收紧了测试程序。规定必须在实际道路条件下,即车辆在道路上行驶时确定排放量。这种测量,需要一个紧凑的设备直接连接到车辆的排气管。它通过直接在排气口处检测,确保对 CO2, CO, NO 和 NO2 进行可靠的道路排放测量,即使在不断变化的测试条件下(例如变化的环境温度或压力)也是如此。对于这种便携式设备,定制泵(例如基于紧凑型 NMP 850 隔膜泵系列)会可靠且连续地将废气传送至检测仪器。

 

 

 

 

监测制动器、轮胎和道路磨损颗粒的欧 7 排放标准

 

 

在上一个欧洲标准出台五年后,下一个重要步骤预计将在 2025 年 7 月推出,即欧 7。虽然以前的排放标准也对空气中的颗粒物含量进行了限制,但这些限制很少得到满足,尤其是在大城市。欧 7 标准将关注废气以外的颗粒物排放,特别是来自刹车、轮胎和道路磨损的颗粒物排放。这意味着,即使是电动汽车也会受到新标准的影响,因为由于电池带来的整车重量增加,它们会产生更高水平的轮胎和道路磨损。

 

 

 

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由于电动汽车重量增加以及轮胎、道路和刹车磨损导致的粉尘排放增加,因此电动汽车也需要遵守新的欧 7 标准。

 

 

 

为了检测排放并防止符合新规范的车辆在日常使用中的排放,特殊的抽取系统至关重要。这些系统会收集刹车和轮胎粉尘并分析排放量。为确保这些测量的可靠性,必须使用合适的设备,例如 KNF 隔膜泵(如定制的 N 916.0),因为其清洁无油运行使其特别适合可靠地检测富含颗粒的排放物。然后可以将泵设计为耐腐蚀,并配备无刷电机以进行精确的速度控制。

 

此外,KNF 隔膜泵的模块化设计使其能够轻松适应固定和移动测试系统的要求。这点至关重要,因为刹车、轮胎以及吸入空气中的沥青颗粒会导致严重的检测设备磨损。这种灵活性使泵能够针对磨蚀性颗粒进行优化,确保长期准确可靠的检测。

 

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隔膜气泵 N816.16 隔膜气泵 NMP 830.1.2 HP 隔膜气泵 NMP 850.1.2

 

 

 

 

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