Hier wird das tragbare Emissionsmesssystem DownToTen (DTT) vorgestellt, um reale Fahrzeugemissionen von Partikeln mit unter 23 nm zu bewerten.
Die aktuelle Partikelgrößenschwelle der Europäischen Partikelzahl (PN) Emissionsnormen beträgt 23 nm. Dieser Schwellenwert könnte sich ändern, da die zukünftige Fahrzeugtechnologie für Verbrennungsmotoren große Mengen von Partikeln unter 23 nm ausstoßen kann. Das von Horizont 2020 finanzierte Projekt DownToTen (DTT) entwickelte eine Probenahme- und Messmethode zur Charakterisierung von Partikelemissionen in diesem derzeit unregulierten Größenbereich. Ein PN-Messsystem wurde auf der Grundlage einer umfassenden Überprüfung der Literatur und Laborexperimente entwickelt, die eine Vielzahl von PN-Mess- und Probenahmeansätzen testeten. Das entwickelte Messsystem zeichnet sich durch eine hohe Partikeldurchdringung und Vielseitigkeit aus, die die Beurteilung von Primärpartikeln, verzögerten Primärpartikeln und Sekundäraerosolen ab wenigen Nanometern Durchmesser ermöglicht. Dieses Papier enthält Anweisungen zur Installation und zum Betrieb dieses Tragbaren Emissionsmesssystems (PEMS) für REAL Drive Emissions (RDE)-Messungen und zur Bewertung der Partikelzahlenemissionen unterhalb des aktuellen gesetzlichen Grenzwerts von 23 nm.
Das Particle Measurement Programme (PMP) wurde von der britischen Regierung für die “Entwicklung von Typgenehmigungsprüfprotokollen zur Bewertung von Fahrzeugen mit fortschrittlicher Partikelreduktionstechnologie gegründet, die die derzeitigen gesetzlichen Messverfahren ergänzen oder ersetzen würde”1. Das PMP ist die weltweit erste partikelnummernbasierte Emissionsverordnung, die speziell auf kohlenstoffhaltige Partikel ≥23 nm ausgerichtet ist. Jüngste Messungen deuten darauf hin, dass es notwendig sein kann, kleinere Partikel einzubeziehen.
Negative gesundheitliche Auswirkungen von Dieselruß sind gut verstanden2, und daher wurde das “Vorsorgeprinzip” mit der Begründung geltend gemacht, dass die Beseitigung von Kohlenstoffpartikeln aus Dieselabgasen durch den obligatorischen Einsatz von Dieselpartikelfiltern (DPF) aus gesundheitlichen Gründen zwingend erforderlich sei. Da jedoch in der europäischen Gesetzgebung ein Grenzwert die Einführung von Emissionskontrolltechnologien erzwingen muss, könnte dies ohne eine geeignete Messmethode nicht erreicht werden. Mit starker politischer Unterstützung in ganz Europa führte die britische Regierung die Konzeption des PMP an, um die Partikelmessungen zu verbessern. Die PMP unter der Schirmherrschaft der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UN-ECE)3umfasste das Fachwissen anderer aus der ganzen Welt. Zwei Teilchenforschungsprojekte wurden 2001 abgeschlossen. Eine davon (Partikelforschung4) wurde vom britischen Ministerium für Umwelt, Verkehr und Regionen (DETR) in Zusammenarbeit mit der Gesellschaft der Automobilhersteller und -händler (SMMT) und der Europäischen Organisation für Umwelt, Gesundheit und Sicherheit (CONCAWE) durchgeführt. Der andere (PARTICULATES5) wurde aus dem5. Rahmenprogramm der Europäischen Union finanziert und von 14 verschiedenen europäischen Partnern durchgeführt. Die Ergebnisse beider Projekte zeigten, dass partikelzahlenbasierte Verfahren vielversprechend waren, aber herausforderungen für wiederholbare und reproduzierbare Messungen blieben bestehen.
Im Jahr 2007 wurde der Abschlussbericht der PMP Light-duty Inter-laboratory Correlation Exercise veröffentlicht6, einschließlich einiger Verbesserungen bei der filterbasierten Massenmessmethode, die in erster Linie die Machbarkeit einer zahlenzählbasierten Methode für regulatorische Zwecke auf der Grundlage eines definierten Partikelgrößenbereichs und einer Partikelvolatilität demonstriert. Beide Methoden wurden auf der Grundlage von Probenahmen aus dem bestehenden Verfahren für den Verdünnungstunnel (CVS) durchgeführt, der ursprünglich für Partikelmassen und verdünnte gasförmige Emissionsmessungen entwickelt wurde.
Innerhalb der zahlenzählbasierten Methode wurde eine niedrigere Partikelgrößengrenze von 20 nm ausgewählt. Das vorrangige Ziel des Projekts bestand darin, sicherzustellen, dass Partikel dieser Größe und darüber durch Rechtsvorschriften kontrolliert werden. Es ist nun bekannt, dass die primäre Partikelgröße im Motorauspuff <20 nm7,8,9sein kann. Aus praktischen Gründen wurde ein Partikelzähler mit einem Zählwirkungsgrad von 50 % (d50) bei 23 nm ausgewählt, und diese Größe wurde zur akzeptierten unteren Größenschwelle. Es wurde erkannt, dass aufgrund der hohen Empfindlichkeit gegenüber Eigenschaften wie Verdünnung, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Verhältnis10flüchtige Partikelgrößenverteilung und integrierte Zahlenmessungen in einer CVS-ausgestatteten Anlage mit einem Fahrzeug wiederholbar sein konnten, aber viel weniger von Anlage zu Anlage. Für strenge Vorschriften war es daher notwendig, sich ausschließlich auf nichtflüchtige Partikel zu konzentrieren, wobei der Messansatz die regulatorischen Partikelrandbedingungen hinsichtlich Größe und Volatilität effektiv definierte. Der europäische Dieselkraftstoff weist eine Back-End-Volatilität auf, so dass nur wenige Prozent bei Temperaturen über 350 °C kochen, und frühe Arbeiten innerhalb des PMP zeigten, dass kurze Verweilzeiten bei dieser Temperatur für die vollständige Verdunstung von Tetracontan geeignet waren, einem linearen Kohlenwasserstoff, der 40 Kohlenstoffatome mit Volatilität gegen Ende des Siedepunkts des Motorschmierstoffs11enthält. Folglich ist eine Temperatur von 350 °C de facto zum Bezugspunkt für die regulatorische >23 nm Partikelvolatilität geworden.
Die PMP-Messsystemspezifikation umfasst Komponenten für Probenahme, Probenkonditionierung und Messung, zusammengefasst in Tabelle 1.
Bühne | Identität | Zweck |
0 | Beispielquelle | Herkunft der Probe |
1 | Partikeltransport | Durchführung von Proben vom Ursprung zum Messsystem |
2 | Flüchtiger Partikelentferner | Beseitigen Sie flüchtige Stoffe und definieren Sie nichtflüchtige Partikel, die gemessen werden sollen |
3 | Partikelnummernzähler | Aufzählen nichtflüchtiger Partikel und Definieren der unteren Größengrenze |
Tabelle 1: Elemente des PMP-Messsystems.
Der europäische PP-PN-Ansatz wird umgesetzt und gilt nun für leichte Diesel (September 2011, EURO 5b) und GDI-Fahrzeuge (September 2014, EURO 6) sowie für Diesel- und Gas-Schwerlastmotoren (Februar 2013, EURO VI).
Jüngste Messungen haben gezeigt, daß einige leichte Nutzfahrzeuge und insbesondere Funkenzündungstechnologien erhebliche Partikelmengen ausstoßen können <23 nm12,13,14. Dies veranlasste die Europäische Kommission, Forschungsprojekte zur Entwicklung neuer oder erweiterter Methoden zu finanzieren, die als Ersatz oder zusätzlich zur derzeitigen Verordnung von >23 nm rasch umgesetzt werden können.
Ein solches Projekt, DownToTen (DTT), zielt darauf ab, den allgemeinen Ansatz von PMP zu erhalten und den Messbereich auf d50 ≤10 nm zu erweitern. Zu diesem Zweck wurde die Konfiguration des DTT-Messsystems so konzipiert, dass es dieselben Instandsetzungselemente umfasst, die in Tabelle 1beschrieben sind, jedoch mit den Konditionierungs- und Messschritten, die optimiert wurden, um einen effizienten Transport und die Detektion der <23 nm Partikel zu ermöglichen. Das DTT-System wurde ursprünglich für den Laboreinsatz entwickelt, wurde aber für den Betrieb als tragbares Emissionsmesssystem (PEMS) modifiziert. Für das DTT PN-PEMS-System wurden die Komponenten optimiert, um Gewicht und Stromverbrauch zu reduzieren und die körperliche Robustheit zu erhöhen, ohne erheblich vom ursprünglichen Design abzuweichen. Für mobile Anwendungen muss das System resistent gegen rauere und unregelmäßige Temperaturen, Drücke und Vibrationsumgebungen sein, die bei leichten und schweren PEMS-Tests wahrscheinlich auftreten. Der Einfluss von Druckschwankungen am Einlass des Systems wurde modelliert und experimentell untersucht15. Die Vibrationsbeständigkeit wurde anhand eines speziellen Prüfstandes16bewertet. Vibrationen und Beschleunigungen, die bei typischen RDE-Antrieben auftreten, beeinträchtigten nicht die Messergebnisse der verwendeten Kondensationspartikelzähler. Das DTT-System ist auch für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen, bei denen die flüchtige Entfernungsfunktion inaktiv ist, zur Fütterung einer Alterungskammer und zur Untersuchung der sekundären organischen Aerosolbildung17konzipiert.
Die thermischen Konditionierungselemente des DTT-Messsystems, die die regulatorische Volatilitätsgrenze von Partikeln definieren, sind eng parallel zu den Elementen des PMP-Systems, da beide Systeme die Reihenfolge enthalten:
Die Hauptunterschiede zwischen dTT- und PMP-Systemen bestehen darin, dass die DTT-Systemkomponenten ausgewählt sind, um:
Ziel dieses Papiers ist es, den Einsatz des DTT PN-PEMS-Systems zur Messung nichtflüchtiger Partikel ≥10 nm eines in Betrieb gebrachten Straßenfahrzeugs vorzustellen. Dazu gehören eine Einführung in das Messsystem und seine Hauptkomponenten, die Durchführung von laborbasierten Kalibrierungsmessungen, die Installation des Geräts für eine mobile Anwendung, die Durchführung einer echten Fahremissionsmessung und die Verarbeitung der gesammelten Messdaten.
Instrumentation
Das DTT PN-PEMS wurde entwickelt, um eine hohe Partikeldurchdringung bis auf wenige Nanometer, eine robuste Partikelzahlverdünnung, die Entfernung flüchtiger Partikel und die Verhinderung künstlicher Partikelbildung zu ermöglichen. Die Komponenten des Systems wurden auf der Grundlage von Ergebnissen aus Laborexperimenten ausgewählt, die eine Vielzahl von Technologien für Verdünnung und Aerosolkonditionierung verglichen. Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über das System, sein Funktionsprinzip und die verwendeten Komponenten. Abbildung 1 zeigt einen Schaltplan des Systems. Abbildung 2 zeigt ein Foto des Systems. Das DTT-System ist 60 cm hoch und hat eine Grundfläche von 50 cm x 50 cm. Das Gewicht des Systems beträgt ca. 20 kg. Inklusive der erforderlichen Peripherieelemente (z.B. Batterie und Gasflasche) beträgt das Gesamtgewicht ca. 80 kg. Die Hauptelemente des Systems sind die beiden Verdünnungsstufen (z. B. erste heiße, zweite Kälte), ein katalytischer und mindestens ein Kondensationspartikelzähler (CPC).
Abbildung 1: Schematische Zeichnung des tragbaren Emissionsmesssystems DTT-Partikelnummer. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2: Bild der Oberansicht des DTT-Samplingsystems. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Zwei Verdünnungsstufen reduzieren die Partikelzahlenkonzentrationen auf Werte, die durch Kondensationspartikelzähler messbar sind (<104 x/cm3). Für beide Verdünnungsstufen werden maßgeschneiderte poröse Rohrverdünner eingesetzt. Diese Technologie wurde aufgrund ihres geringen Partikelverlustes18,19ausgewählt. Das radiale Eindringen von Verdünnungsluft hält Partikel konvektiv von den Wänden fern, was Partikelverluste reduziert. Darüber hinaus können diese Verdünner sehr klein sein und Temperaturen von 400 °C standhalten. Bei dem verwendeten porösen Material handelt es sich um ein geinter Hastalloy X Rohr (GKN Filters Metals GmbH, Radevormwald, Deutschland). Statische Mischelemente im inneren Porenrohr sorgen für ein gut gemischtes Aerosol direkt unterhalb des Verdünners. Dies ermöglicht die Entnahme einer repräsentativen Probe des verdünnten Aerosols zur weiteren Konditionierung oder Messung durch Aufspaltung des Aerosolstroms direkt flussabwärts des Verdünners und ermöglicht ein kompaktes Probenahmesystem. Die primäre Verdünnungsstufe wird in der Regel auf 350 °C erhitzt, während die zweite Stufe bei Umgebungstemperatur betrieben wird. Der Verdünnungsfaktor des Systems beträgt ca. 80. Der genaue Wert ist abhängig vom Einlassstrom und dem Massendurchflussmanagement: Die Durchflussraten im Abtastsystem werden von einem System aus zwei Massendurchflussreglern und zwei Massendurchflussmessern gesteuert. Die Massenstromregler steuern die Verdünnungsluftdurchflussraten. Die Massendurchflussmesser überwachen die Fließgeschwindigkeiten, die nach den Verdünnungsstufen 1 und 2 extrahiert werden. Die Unterschiede zwischen den extrahierten und den gelieferten Strömen können geändert werden. Mit anderen Worten, der Nettofluss, der in einer Verdünnungsstufe hinzugefügt oder subtrahiert wird, kann definiert werden. Die Abtastdurchflussrate Q-Probesampleist definiert als die Summe aller anderen Durchflussraten: 1) Durchflussrate, die von den Messinstrumenten gezogen wird (Qinst); 2) die Verdünnungsluftdurchflussraten (Qdil,i); und 3) die Überflussraten Qex,i. Für die Berechnung des Stichprobenflusses sind die Beiträge der aus dem System extrahierten Ströme positiv und die Beiträge der in das System eingespeisten Ströme sind negativ.
Das Gesamtverdünnungsverhältnis DR wird berechnet durch:
Ein katalytischer (CS) befindet sich zwischen Verdünnungsstufe 1 und 2 und wird bei 350 °C bei einem Durchfluss von 1 Liter pro Minute (L/min) betrieben. Der katalytische sorgt für die Oxidation organischer Verbindungen und schwefelhaltige Lagerung. Die Entfernung dieser Stoffe sorgt für die Isolierung der Feststofffraktion. Die unerwünschte Bildung flüchtiger und halbflüchtiger Partikel und das Wachstum von Subcut-Größenpartikeln werden verhindert. Der verwendete Katalysator ist im Handel erhältlich (AVL GmbH). Die flüchtige Partikelentfernungseffizienz des CS wurde mit polydispersen Emery-Ölpartikeln >50 nm und >1 mg/m3 (3,5–5,5 mg/m3 ) mit einem Wirkungsgrad von >99% (Istwert 99,9%) überprüft.3 im Sinne der RDE-Verordnungen20. Dies ist ein strengerer Test als der Tetracontantest, der im aktuellen PMP-Protokoll vorgeschrieben ist.
Ein oder mehrere Kondensationspartikelzähler werden verwendet, um die Partikelzahlenkonzentration flussabwärts der zweiten Verdünnungsstufe zu messen. Ein CPC mit d50 von 23 nm ermöglicht die Messung der derzeit regulierten Emission fester Partikel größer als 23 nm. Darüber hinaus ermöglicht die Messung der Partikelzahlkonzentration mit einem oder mehreren CPCs mit einem niedrigeren d50-Schnittpunkt (z.B. 10 nm, 4 nm) die Beurteilung der derzeit unregulierten Feststoffpartikelfraktion <23 nm bis zur d50 Schnittgröße des angewendeten CPC.
Die Verdünnungsluftversorgungsleitung, der primäre poröse Rohrverdünner und der katalytische verfügen über unabhängige Heizelemente, die k-Typ-Thermoelemente (TC) enthalten. Unabhängig voneinander steuern verschiedene Abschnitte die Temperaturverteilung im System.
Neben den Thermoelementen in den Heizelementen werden zwei Thermoelemente nach der Verdünnungsstufe 1 und 2 platziert. Diese beiden Thermoelemente messen direkt die Aerosoltemperatur.
Zur Überwachung des Drucks am Einlass und am Ausgang des Probenahmesystems werden zwei Absolutdrucksensoren (NXP MPX5100AP) eingesetzt.
Für mobile Messungen wird ein Clayton Power LPS 1500 Akku verwendet. Eine 10-L-Luftflasche versorgt das System bei mobilen Anwendungen mit Verdünnungsluft. Die Größen der Batterie und der Gasflasche werden so gewählt, dass das System 100 min unabhängig arbeiten kann.
Das System wird über ein NI myRIO gesteuert, das ein virtuelles LabVIEW-Instrument ausführt. Das virtuelle Instrument ermöglicht die Steuerung der Durchflussmengen und Heiztemperaturen. Neben den kontrollierten Parametern können aerosoltemperaturen, drücke und acceleration (über den in myRIO integrierten Sensor) überwacht und protokolliert werden. Ein myRIO Zubehör-GPS-Modul ermöglicht die Protokollierung der Positionsdaten. Abbildung 3 und Abbildung 4 zeigen die Benutzeroberfläche des virtuellen Instruments, das zur Steuerung des DTT-Systems verwendet wird.
Abbildung 3: DTT-Parameterparameterübersicht für virtuelle Instrumente. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 4: DTT Virtual Instrument Heater Control Panel. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Jede Art von Probenahme führt zu Partikelverlusten. Um diese Verluste berücksichtigen zu können, werden Labormessungen durchgeführt, um die partikelgrößenabhängige Partikeldurchdringung durch das DTT-Probenahmesystem zu bestimmen. Bei diesen Messungen wird die Partikelkonzentration von monodispersem Aerosol vor und nach dem Probenahmesystem mit zwei Kondensationspartikelzählern gemessen. Abbildung 5 zeigt den Versuchsaufbau für die Kalibrierungsmessungen. In diesem Setup wird ein Jing miniCAST als Partikelquelle21,22verwendet. Massenstromregler (MFC) werden verwendet, um die Gasströme in den Brenner zu steuern. Eine Verdünnungsbrücke ermöglicht die Einstellung der Partikelzahlenkonzentration. Die Verdünnungsbrücke ist ein hocheffizienter Partikelluftfilter (HEPA) parallel zu einem Nadelventil. Die Einstellung der Position des Nadelventils ändert das Verdünnungsverhältnis, indem das Verhältnis zwischen dem Anteil des Aerosols, der durch den HEPA-Filter geleitet wird, und dem Anteil des Aerosols, der durch das Nadelventil geleitet wird, geändert wird. Die gefilterten und die ungefilterten Aerosole werden mit einem T-Stück zu einem verdünnten Aerosol rekombiniert. Ein katalytischer wird verwendet, um möglicherweise reichlich vorhandene flüchtige Verbindungen zu entfernen, die als Nebenprodukte des Verbrennungsprozesses erzeugt werden. Für die Größenauswahl von Partikeln wird ein elektrostatischer Klassifikaer TSI 3082 zusammen mit einem TSI 3085 Differential mobilitätsanalysator (Nano DMA) verwendet. Zur Messung der Partikelzahlenkonzentration vor und nach dem DTT-Probenahmesystem werden zwei TSI-CPCs 3775 (d50 = 4 nm) verwendet. Der Schnittpunkt der Zähler von d50 = 4 nm ermöglicht die Penetrationsbestimmung bei Partikelgrößen von bis zu 10 nm und darunter.
Abbildung 5: Schematische Zeichnung des Versuchsaufbaus, der für die Kalibrierung des DTT-Probenahmesystems verwendet wird. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
In dieser Arbeit werden das DTT-Probenahmesystem und seine Anwendung als tragbares Emissionsmesssystem präsentiert. Das System wurde im Rahmen des EU-Projekts Horizont 2020 Entwickelt und gebaut, um Partikelzahlenemissionsmessungen unterhalb der derzeitigen gesetzlichen Partikelgrößengrenze von 23 nm zu ermöglichen. Die Vielseitigkeit des Systems ermöglicht die Bewertung der regulierten Feststoff-Zahlenemissionen sowie der gesamten Partikelemissionen und Studien zu Sekundäraerosolen. Um die Messergebnisse genau zu interpretieren, ist ein Kalibrierverfahren mit dem DTT-System erforderlich. Damit soll die relative Partikeldurchdringung für verschiedene Partikelgrößen ausgewertet werden, um einen Korrekturfaktor berechnen zu können, der die Partikelverluste berücksichtigt. Es ist wichtig, ausreichend Aufwärmzeit für das Probenahmesystem selbst und den Rest des Versuchsaufbaus bereitzustellen, um ein thermisches Gleichgewicht zu erreichen und genaue Kalibriermessergebnisse zu erzielen.
Die Anwendung des DTT-Systems zur Messung von Feststoff-Zahlenemissionen mit einer geringeren Partikelgrößenabschaltung von 23 nm (aktuelle Regelung) und 10 nm (experimentell) wird beschrieben. Um die Partikelzahlemissionen eines Fahrzeugs beurteilen zu können, ist es notwendig, die Partikelzahlkonzentration und den Abgasmassendurchfluss zu bestimmen. Das DTT-System deckt die Partikelzahlenkonzentrationsmessung ab. Der Abgasmassenstrom wird mit einem Abgasdurchflussmesser (EFM) gemessen. Es ist wichtig, den EFM gemäß den Anweisungen des Herstellers zu installieren. Fehlerhafte Messungen des Abgasflusses wirken sich direkt auf die abgeleiteten Emissionsraten aus. Bei der Verarbeitung der Messdaten ist es wichtig, eine genaue Zeitausrichtung der Partikelkonzentrationsdaten und der Abgasflussdaten durchzuführen. Dies ist notwendig, da die Emissionsrate die Abgasdurchflussmenge multipliziert mit der Partikelzahlkonzentration ist. Wenn die beiden Signale nicht richtig ausgerichtet sind, können die Emissionen über den gesamten Antrieb erheblich von den realen Emissionen abweichen.
Das DTT-System ist kein kommerzielles Gerät, sondern ein vielseitiges Forschungswerkzeug. Es wird verwendet, um unregulierte Fahrzeugemissionen zu untersuchen, anstatt Zertifizierungsmessungen durchzuführen, die die Einhaltung der geltenden Vorschriften überprüfen. Die hohe Vielseitigkeit geht auf Kosten des erhöhten Energie- und Verdünnungsluftverbrauchs. Bei der Nutzung des Systems für mobile Messungen ist das Gewicht, das dem Fahrzeug durch die Batterie (30 kg) und die Gasflasche (20 kg) zur Deckung des Energie- und Luftverbrauchs des Systems zusteht, zu berücksichtigen. Das Gesamtgewicht, das dem Fahrzeug bei der Messung der PN-Emissionen mit dem DTT-System zugesetzt wird, beträgt ca. 80 kg, was mit einer anderen Person vergleichbar ist, die im Fahrzeug transportiert wird. Das zusätzliche Gewicht kann zu leicht erhöhten Emissionen führen, vor allem, wenn der Antrieb eine große Beschleunigung und/oder Hügel beinhaltet.
Mit dem DTT-System können die unregulierten <23 nm Partikelzahl-Abgasemissionen untersucht werden. Sowohl die Volumen- als auch die Gesamtpartikelzahl der Partikelemissionen können gemessen werden. Darüber hinaus kann es ein nützliches Werkzeug sein, um das komplexe Feld der sekundären Aerosolbildung zu untersuchen. Eine weitere mögliche Anwendung des Systems ist die Messung von Bremsverschleißpartikeln in der Automobilindustrie. Ein erheblicher Teil der partikelabgelassenen Partikel kann kleiner als 30 nm34sein. Mit einer d50 von ca. 11 nm eignet sich das DTT-System zur Untersuchung dieser Emissionen. Obwohl bekannt ist, dass Abgasemissionen fast zu gleichen Teilen zu den verkehrsbedingtenPM-10-Emissionen 35beitragen, sind die Nicht-Abgaspartikelemissionen noch immer unreguliert. Dies ist auf den komplexen und selten reproduzierbaren Prozess der Partikelerzeugung zurückzuführen, was es sehr schwierig macht, regulatorische Maßnahmen zu ergreifen. Darüber hinaus ist die chemische Zusammensetzung und die damit verbundene Toxizität organischer Bremsverschleißpartikel noch weitgehend unbekannt35.
Das DTT-System ist ein nützliches Werkzeug, um unser Verständnis sowohl der Abgas- als auch der nicht abgasbedingten Partikelemissionen zu verbessern.
The authors have nothing to disclose.
Diese Arbeiten werden im Rahmen des H2020-Projekts DownToTen durchgeführt. Dieses Projekt wurde aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung Nr. 724085 gefördert.
2x Condensation Particle Counter 4 nm | TSI | 3775 | Particle counter with a cut point of 4 nm |
5x Mass Flow Controllers (MFC) | Vögtlin | Mass flow controllers for controlling the miniCast gas flows | |
AVL M.O.V.E. EFM Exhaust Flow Meter | AVL | Device for the measurement of the exhaust flow rate of vehicles | |
Catalytic Stripper | Custom made | Device for the removal of volatile compounds in an aerosol by oxidation | |
Compressed Air | Oxidation and dilution air supply for miniCast | ||
Condensation Particle Counter 10 nm | AVL | Particle counter with a cut point of 10 nm | |
Condensation Particle Counter 23 nm | TSI | 3790A | Particle counter with a cut point of 23 nm |
Differential Mobility Analyzer | TSI | 3085 | Part of the electrostatic classifier where the particle are separeted by mobility. |
Dilution Bridge | Custom made | Needle valve in parallel to HEPA filters. Used to adjust particle concentrations for calibration purposes | |
DownToTen Sampling System | Custom made | Custom made sampling system for the assessment of automotive sub-23 nm particle emissions | |
Electrostatic Classifier | TSI | 3082 | Device for the classifaction of arosol particles by electrical mobility diameter |
Hand held Mass Flow Meter (MFM) | Vögtlin | Device for measuring the inlet flow of measurement instruments | |
miniCast Soot Generator | Jing Ltd | Combastion aerosol standard, soot generator | |
Mobile Battery LPS 1500 | Clayton Power | Battery for power supply of the DTT measurement system | |
Nitrogen Gas Bottle | Nitrogen for Mixing gas and quench gas supply of miniCast | ||
Propane Gas Bottle | Fuel for miniCast | ||
Soft X-Ray Neutralizer | TSI | 3088 | Device for the establishmentof the equillibrium charge distribution of aerosol particles |
Synthetic Air Bottle 10 L | Gas Bottle for the dilution air supply |