Menghasilkan debu rem untuk menetapkan standar keselamatan dan emisi otomotif
Automotive

Menghasilkan debu rem untuk menetapkan standar keselamatan dan emisi otomotif


Lakukan penelitian sedekat mungkin dengan kondisi kehidupan nyata. Kredit: Empa

VW Jetta Hybrid pada dinamometer sasis di Laboratorium Teknologi Powertrains Otomotif Empa memiliki beberapa tahun tugas sebagai kendaraan armada. Diikat ke dalam ruang uji, itu telah menjadi bagian dari tujuan penelitian baru sejak Juli 2020: Tujuannya adalah untuk menghasilkan debu rem, secara ketat mengikuti siklus mengemudi WLTP standar, yaitu siklus yang juga digunakan untuk menentukan emisi gas buang.

Minat dalam pengukuran debu rem cukup baru: Pada bulan Juni 2016, departemen Komisi Ekonomi PBB untuk Eropa (UNECE) yang dikenal sebagai Kelompok Kerja Informal Program Pengukuran Partikel (PMP IWG) memutuskan bahwa sudah waktunya untuk mengembangkan tes yang berlaku secara umum. prosedur untuk debu rem yang dapat diandalkan untuk menentukan massa dan jumlah partikel yang dipancarkan. Sejak itu, sejumlah lembaga penelitian, produsen kendaraan, dan perusahaan khusus untuk peralatan pengujian telah membahas topik tersebut. Namun, ada beberapa tantangan berat yang harus dihadapi.

Dilempar ke segala arah

Tidak seperti pipa knalpot, yang secara andal mengeluarkan gas ke arah tertentu, cakram rem yang berputar mendistribusikan partikel ke segala arah yang memungkinkan. Jadi, pertama-tama Anda harus mengumpulkan partikel dan kemudian memasukkannya ke dalam aliran yang terdefinisi dengan baik menuju penganalisis partikel. Selama proses ini, kerugian harus diminimalkan: Tidak ada partikel halus yang dapat keluar, dan partikel kasar tidak boleh tertinggal di dalam pipa.

Dua komplikasi lebih lanjut muncul: Rem kendaraan dipasang ke poros penggerak yang berputar, yang harus disegel dengan hati-hati untuk pengukuran sehingga tidak ada partikel yang hilang. Secara paralel, rem harus didinginkan. Di jalan, aliran udara bersama dengan lamela ventilasi di dalam cakram rem memberikan angin sejuk. Sebaliknya, rem yang tertutup sepenuhnya pada bangku uji dapat memanas dengan cepat — dan kemudian akan menghasilkan partikel yang sama sekali berbeda dari lalu lintas sehari-hari yang sebenarnya. Analisis seperti itu dengan demikian akan menjadi kecil nilainya.

Kelompok kerja PMP IWG UNECE memecahkan masalah dengan penyederhanaan: Uji rem yang diinginkan harus dilakukan di dudukan uji yang tertutup sepenuhnya. Stand uji seperti itu ada. Mereka menyerupai lemari besar, di mana cakram rem dan bantalan rem saling bergesekan. Hanya satu komponen yang diuji, bukan seluruh mobil.

“Kami akan mencoba cara lain,” kata Panayotis Dimopoulos Eggenschwiler, yang mendesain pengaturan pengujian di Empa. “Kami ingin mengukur semua emisi kendaraan secara bersamaan selama test drive dengan dinamometer sasis. Ini jauh lebih berarti daripada data dari penguji rem terisolasi, yang kemudian harus diubah ke kondisi dunia nyata.”

Pengereman debu

Rem mobil mengeluarkan partikel oksida logam. Kredit: Empa

Desain yang lapang

Bersama dengan Daniel Schreiber, seorang insinyur dengan pelatihan, Dimopoulos Eggenschwiler telah mengembangkan versi tes Empa, yang hasilnya sekarang harus dapat dibandingkan dengan tim peneliti internasional lainnya. Di Empa seluruh kendaraan sedang diuji, VW Jetta Hybrid yang disebutkan di atas. Rem roda depan kanan dibungkus dengan rumah logam yang dirancang khusus. Pipa udara bertekanan membawa sejumlah besar udara pendingin ke dalam selubung logam dari bagian depan mobil; pada saat yang sama udara berfungsi sebagai media transportasi untuk partikel rem yang dipancarkan. Ini diarahkan ke dalam tabung di sepanjang kendaraan. Setelah waktu penerbangan yang singkat, mereka mendarat di penabrak bertingkat 13 tingkat, instrumen khusus yang menyortir partikel berdasarkan ukuran. Selanjutnya, fraksi partikel dapat dianalisis beratnya secara kimiawi. Jika perlu, morfologi dan komposisinya juga dapat diperiksa dengan menggunakan mikroskop elektron, misalnya.

“Dalam tes pendahuluan, kami telah menentukan elemen apa yang terdiri dari partikel rem,” kata Dimopoulos Eggenschwiler. “Ini terutama oksida besi, yang berasal dari cakram rem, dan sejumlah oksida dan spesies lain yang mengandung aluminium, magnesium, kalsium, kalium dan titanium, yang berasal dari bantalan rem.” Selain partikel kasar, ada juga partikel yang lebih kecil yang bisa terhirup dan bisa masuk ke paru-paru.

Apakah kendaraan hibrida mengerem secara berbeda?

Sekarang proses pengukuran berjalan secara stabil, VW Jetta pada awalnya akan dioperasikan sesuai dengan siklus WLTP yang ditentukan secara hukum dan akan memasok partikel rem ke penabrak kaskade. Seri pengujian lebih lanjut direncanakan setelah itu. “Kami ingin mencari tahu, misalnya, apakah pengereman kendaraan hybrid berbeda dengan mobil dengan sistem powertrain konvensional dan karenanya menghasilkan emisi yang berbeda,” jelas pemimpin proyek. Kendaraan hibrida juga mampu melakukan pengereman melalui motor listriknya dan, oleh karena itu, perlu lebih jarang menggunakan rem mekanis. Di sisi lain, kendaraan hybrid memiliki massa yang lebih tinggi. “Dengan hasil pengukuran kami, memungkinkan untuk mengoptimalkan mode pengoperasian kendaraan generasi masa depan dan menjaga emisi debu rem di bawah kendali yang lebih baik daripada saat ini.”


Polusi udara debu rem mungkin memiliki efek berbahaya yang sama pada sel kekebalan seperti knalpot diesel


Disediakan oleh Laboratorium Federal Swiss untuk Ilmu dan Teknologi Material

Kutipan: Menghasilkan debu rem untuk menetapkan standar keselamatan dan emisi otomotif (2021, 26 Januari) diambil pada 26 Januari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-01-automotive-safety-emissions-standards.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.




Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Data HK