【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于颗粒物测试，具体涉及一种刹车颗粒物排放测试系统及方法。
技术介绍
1、空气中的颗粒物(pm)长期以来一直被认为是环境和健康危害。道路运输是环境pm的主要贡献者，特别是在城市地区。机动车排放的颗粒物，根据其产生来源可分为排气排放颗粒和非排气排放颗粒。排气排放颗粒是发动机燃烧过程中燃料不完全燃烧产生的颗粒物，而非排气排放颗粒则产生于机动车在工作中的摩擦磨损，如刹车片与制动盘之间的摩擦磨损、离合器磨损、轮胎与地面之间的摩擦磨损，以及磨损产生的颗粒沉积在路面后被外力再次悬浮于空气中。
2、随着汽车保有量的增长，刹车颗粒物已经成为城市空气中重要的颗粒污染来源之一。刹车磨损会产生各种大小的颗粒物，研究表明其中细颗粒物对人体健康的危害更大。刹车颗粒物的成分复杂，与刹车系统设计、刹车材料组成和工作条件等相关。目前，刹车颗粒物排放尚未纳入汽车排放法规限值管理，但已引起各国监管部门的高度关注。
3、建立统一的刹车颗粒物测试方法尚面临诸多挑战。刹车系统类型繁多，测试设备各异。刹车条件难以重复，颗粒排放量存在较大不确定性。目前刹车颗粒的检测主要采用模拟动力测试和实车路试两种方法。模拟动力测试可以在试验台上控制条件，但难以充分模拟实际工况。实车路试更具代表性，但受试验条件影响大。因此，急需开发出一套标准化的刹车颗粒物排放测试系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种刹车颗粒物排放测试系统及方法，用于解决现有技术中存在的上述问题。
2、为了实现上述目
3、动力系统，用于为制动盘提供动力；
4、刹车系统，用于通过制动衬片对刹车盘进行制动；
5、空气供给系统，用于提供制动盘工作的温度、湿度和风速环境；
6、颗粒物采集系统，用于采集刹车盘制动过程中产生的颗粒物；
7、颗粒物分析系统，用于对采集的颗粒物进行分析；
8、控制系统，用于基于标准化循环测试条件对动力系统、刹车系统和空气供给系统的工作状态进行控制，以获得具有重复性和重现性的测试数据。
9、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述标准化循环测试条件的特征参数包括具有代表性的制动盘转速范围、制动衬片对刹车盘的刹车强度和刹车频率以及制动盘工作的温度、湿度和风速环境。
10、作为上述技术方案的一种可选实施方式，还包括温度采集系统，所述温度采集系统与控制系统相连，温度采集系统用于采集刹车盘不同部位的温度数据。
11、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述温度采集系统包括多个沿着刹车盘径向等间距分布的温度采集装置，所述温度采集装置与控制系统相连，多个温度采集装置采集的平均温度数据作为控制系统的输入信号，控制系统通过控制空气供给系统的工作状态，使刹车盘的平均温度维持在具有代表性的温度范围内。
12、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述空气供给系统包括进风管和出风管，所述进风管和出风管之间设有用于放置制动盘的测试仓，进风管上设有变频鼓风机和空气过滤器，所述变频鼓风机与控制系统相连。
13、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述进风管和出风管均呈l形，进风管和出风管的内壁均设有抗静电涂层和抗腐蚀涂层。
14、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述动力系统包括驱动装置，所述驱动装置的动力输出端与制动盘相连，驱动装置与控制系统连接，控制系统用于驱动装置控制发动机输出不同的扭矩和转速，以控制不同制动盘的转速。
15、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述刹车系统包括刹车卡钳和液压装置，所述控制系统与液压装置连接，液压装置与刹车卡钳连接，所述刹车卡钳的内侧设置制动衬片。
16、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述颗粒物采集系统包括依次设置的采样探头、采样管路、采样流量稳定装置和样本接收装置，所述采样探头伸入空气供给系统的输出管路中，所述采样探头的前端设有锥形入口。
17、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述颗粒物分析系统包括颗粒物质量分析装置、颗粒物浓度分析装置和颗粒物粒径成分分析装置，所述颗粒物质量分析装置用于分析采集的颗粒物质量，所述颗粒物浓度分析装置用于分析采集的颗粒物浓度，所述颗粒物粒径成分分析装置用于分析采集的颗粒物粒径及成分。
18、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述颗粒物粒径成分分析装置包括数字化图像扫描模块、颗粒物统计分析模块和评估模块，所述数字化图像扫描模块用于获得颗粒物的数字图像，所述颗粒物统计分析模块用于统计颗粒物的粒径、数量和成分，所述评估模块用于基于颗粒物的粒径、数量和成分获得不同标准化循环测试条件下的颗粒直径分布和数量变化规律，从而评估不同刹车系统的颗粒物稳定性以及制定刹车系统的磨合优化方案。
19、作为上述技术方案的一种可选实施方式，还包括校准和数据质量控制系统，所述校准和数据质量控制系统用于通过标准砝码对颗粒物质量分析装置进行多点校准，通过纳米金属颗粒标准对颗粒物浓度分析装置进行多浓度校准，通过产品规范等级(psl)或金属颗粒标准对颗粒物粒径成分分析装置进行大小校准，通过烟雾发生器产生颗粒物对控制系统进行校准。
20、作为上述技术方案的一种可选实施方式，还包括数据有效性分析系统，所述数据有效性分析系统用于将标准参考物的测试结果作为测量偏差的参考，评估测试数据的有效性。
21、另一方面，本专利技术采用以下技术方案：一种刹车颗粒物排放测试方法，包括以下步骤：
22、步骤a，基于标准化循环测试条件控制制动盘工作的温度、湿度和风速环境，模拟制动盘的实际工况；
23、步骤b，通过制动衬片对刹车盘进行制动；
24、步骤c，采集刹车盘制动过程中产生的颗粒物；
25、步骤d，对采集的颗粒物进行分析，获得具有重复性和重现性的测试结果。
26、本专利技术的有益效果为：
27、本专利技术可以模拟车辆在实际道路上的制动情况，能够为制动磨损颗粒物的测试提供真实的试验工况，而且其能够模拟车辆在不同环境温度下的制动磨损颗粒物排放试验，评估不同刹车系统的颗粒物稳定性。
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1.一种刹车颗粒物排放测试系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的刹车颗粒物排放测试系统，其特征在于，所述标准化循环测试条件的特征参数包括具有代表性的制动盘转速范围、制动衬片对刹车盘的刹车强度和刹车频率以及制动盘工作的温度、湿度和风速环境。
3.根据权利要求1所述的刹车颗粒物排放测试系统，其特征在于，还包括温度采集系统(4)，所述温度采集系统(4)与控制系统相连，温度采集系统(4)用于采集刹车盘不同部位的温度数据；所述温度采集系统(4)包括多个沿着刹车盘径向等间距分布的温度采集装置，所述温度采集装置与控制系统相连，多个温度采集装置采集的平均温度数据作为控制系统的输入信号，控制系统通过控制空气供给系统(3)的工作状态，使刹车盘的平均温度维持在具有代表性的温度范围内。
4.根据权利要求1所述的刹车颗粒物排放测试系统，其特征在于，所述空气供给系统(3)包括进风管和出风管，所述进风管和出风管之间设有用于放置制动盘的测试仓，进风管上设有变频鼓风机和空气过滤器，所述变频鼓风机与控制系统相连；所述进风管和出风管均呈L形，进风管和出风管的内壁均设有抗
5.根据权利要求1所述的刹车颗粒物排放测试系统，其特征在于，所述动力系统(1)包括驱动装置，所述驱动装置的动力输出端与制动盘相连，驱动装置与控制系统连接，控制系统用于驱动装置控制发动机输出不同的扭矩和转速，以控制不同制动盘的转速；所述刹车系统(2)包括刹车卡钳和液压装置，所述控制系统与液压装置连接，液压装置与刹车卡钳连接，所述刹车卡钳的内侧设置制动衬片；所述颗粒物采集系统(5)包括依次设置的采样探头、采样管路、采样流量稳定装置和样本接收装置，所述采样探头伸入空气供给系统(3)的输出管路中，所述采样探头的前端设有锥形入口。
6.根据权利要求1所述的刹车颗粒物排放测试系统，其特征在于，所述颗粒物分析系统(6)包括颗粒物质量分析装置、颗粒物浓度分析装置和颗粒物粒径成分分析装置，所述颗粒物质量分析装置用于分析采集的颗粒物质量，所述颗粒物浓度分析装置用于分析采集的颗粒物浓度，所述颗粒物粒径成分分析装置用于分析采集的颗粒物粒径及成分。
7.根据权利要求6所述的刹车颗粒物排放测试系统，其特征在于，所述颗粒物粒径成分分析装置包括数字化图像扫描模块、颗粒物统计分析模块和评估模块，所述数字化图像扫描模块用于获得颗粒物的数字图像，所述颗粒物统计分析模块用于统计颗粒物的粒径、数量和成分，所述评估模块用于基于颗粒物的粒径、数量和成分获得不同标准化循环测试条件下的颗粒直径分布和数量变化规律，从而评估不同刹车系统(2)的颗粒物稳定性以及制定刹车系统(2)的磨合优化方案。
8.根据权利要求7所述的刹车颗粒物排放测试系统，其特征在于，还包括校准和数据质量控制系统，所述校准和数据质量控制系统用于通过标准砝码对颗粒物质量分析装置进行多点校准，通过纳米金属颗粒标准对颗粒物浓度分析装置进行多浓度校准，通过产品规范等级或金属颗粒标准对颗粒物粒径成分分析装置进行大小校准，通过烟雾发生器产生颗粒物对控制系统进行校准。
9.根据权利要求1所述的刹车颗粒物排放测试系统，其特征在于，还包括数据有效性分析系统，所述数据有效性分析系统用于将标准参考物的测试结果作为测量偏差的参考，评估测试数据的有效性。
10.一种刹车颗粒物排放测试方法，应用于权利要求1-9任一项所述的刹车颗粒物排放测试系统中，其特征在于，所述刹车颗粒物排放测试方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种刹车颗粒物排放测试系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的刹车颗粒物排放测试系统，其特征在于，所述标准化循环测试条件的特征参数包括具有代表性的制动盘转速范围、制动衬片对刹车盘的刹车强度和刹车频率以及制动盘工作的温度、湿度和风速环境。
3.根据权利要求1所述的刹车颗粒物排放测试系统，其特征在于，还包括温度采集系统(4)，所述温度采集系统(4)与控制系统相连，温度采集系统(4)用于采集刹车盘不同部位的温度数据；所述温度采集系统(4)包括多个沿着刹车盘径向等间距分布的温度采集装置，所述温度采集装置与控制系统相连，多个温度采集装置采集的平均温度数据作为控制系统的输入信号，控制系统通过控制空气供给系统(3)的工作状态，使刹车盘的平均温度维持在具有代表性的温度范围内。
4.根据权利要求1所述的刹车颗粒物排放测试系统，其特征在于，所述空气供给系统(3)包括进风管和出风管，所述进风管和出风管之间设有用于放置制动盘的测试仓，进风管上设有变频鼓风机和空气过滤器，所述变频鼓风机与控制系统相连；所述进风管和出风管均呈l形，进风管和出风管的内壁均设有抗静电涂层和抗腐蚀涂层。
5.根据权利要求1所述的刹车颗粒物排放测试系统，其特征在于，所述动力系统(1)包括驱动装置，所述驱动装置的动力输出端与制动盘相连，驱动装置与控制系统连接，控制系统用于驱动装置控制发动机输出不同的扭矩和转速，以控制不同制动盘的转速；所述刹车系统(2)包括刹车卡钳和液压装置，所述控制系统与液压装置连接，液压装置与刹车卡钳连接，所述刹车卡钳的内侧设置制动衬片；所述颗粒物采集系统(5)包括依次设置的采样探头、采样管路、采样流量稳定装置和样本接收装置，所述采样探头伸入空气供给系统(...
【专利技术属性】
技术研发人员：张希，吴志杰，
申请(专利权)人：武汉东测科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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