У той час як більшість глобальних дискусій про автомобільні викиди зосереджена на забруднюючих речовинах, що виходять із вихлопних труб, на перший план виходить інший, більш повсюдний вид забруднення: частинки зносу шин та дорожнього покриття.
У міру того, як індустрія переходить на електромобілі (EV), фокус уваги зміщується з того, що викидається через вихлопну систему, на те, що залишається на асфальті.
Зміст
Зростаюча проблема твердих мікрочастинок
Зношування шин – це подвійна проблема. З погляду споживача, високий темп зносу означає погану окупність покупки. З екологічної точки зору, тертя між плямою контакту шини і дорожньою поверхнею генерує мікроскопічні частинки, які потрапляють в атмосферу і водні системи.
Справа не тільки в самій гумі; у міру зношування шин відбувається і деградація дорожнього покриття, що створює складний «коктейль» з уламків та пилу. На думку галузевих експертів із Continental та Європейської організації з технічних стандартів шин та ободів (ETRTO), швидкість цього зносу визначається кількома факторами, ранжованими від найменш до найбільш значущих:
- Погодні умови
- Температура
- Конструкція шини
- Тип транспортного засобу
- Якість дорожнього покриття
- Топологія маршруту (характер поїздки)
- Стиль водіння (найважливіший фактор)
Регуляторний тиск: каталізатор Euro 7
Необхідність вирішення цієї проблеми зумовлена майбутнім законодавством. Очікується, що стандарти викидів Euro 7 запровадять суворі обмеження на викиди частинок від зношування шин до ЄС, починаючи з 2028 року.
Цей зсув у регулюванні означає, що виробники більше не можуть зосередитись виключно на ефективності двигуна; тепер вони повинні проектувати шини, які мінімізують виділення мікрочастинок, не жертвуючи при цьому найважливішою функцією автомобіля – безпекою за рахунок зчеплення з дорогою.
Технологічні прориви у вимірах
Щоб відповідати новим стандартам, лідери галузі, такі як Michelin та Continental, розробляють складні способи «бачення» та вимірювання цих невидимих частинок. Традиційні методи важко дозволяють відрізнити різні джерела забруднення, але нові технології змінюють ситуацію.
Передові системи виявлення
Останні інновації включають спеціалізоване обладнання, призначене для збору даних безпосередньо у «точці виникнення»:
– Вакуумний збір: Нові системи використовують вакуумні пристрої, встановлені безпосередньо за провідними колесами на рівні дороги, щоб фізично всмоктувати частки у момент їхнього відділення.
– Диференціація джерел: Використовуючи сучасні датчики, ці системи тепер можуть визначити, чи частинки в повітрі виходять від шин, гальм або безпосередньо від дорожнього покриття.
– Проект OLRAP: Компанія Continental нещодавно завершила проект під назвою «Онлайн-аналіз зважених у повітрі частинок зносу шин у точці виникнення та їх диференціація від інших джерел» (OLRAP), щоб краще зрозуміти цю динаміку.
Точні дані та проектування шин
Нові пристрої типу «мультисемплер» дозволяють дослідникам класифікувати частинки в залежності від конкретних маневрів водіння. Наприклад, інженери тепер можуть відрізнити частинки, викинуті під час руху по прямій з постійною швидкістю, від тих, що виділяються при інтенсивних поворотах.
Порівнюючи розмір, кількість і структуру частинок зі швидкісними профілями та бічним прискоренням, виробники можуть передавати високоточні дані у свої відділи досліджень та розробок (R&D). Це дозволяє оптимізувати склад гумової суміші і конструкцію шин, щоб знизити знос саме під час маневрів, що вимагають високих навантажень.
Парадокс безпеки
Головне завдання для інженерів полягає у фундаментальному фізичному парадоксі: зчеплення вимагає тертя, а тертя викликає знос.
Основний обов’язок шини – передавати зусилля автомобіля на дорогу для забезпечення керованості та гальмування. Занадто агресивне зниження зношування може ненавмисно знизити зчеплення, поставивши під загрозу безпеку пасажирів. Мета наступного покоління автомобільної інженерії — знайти «золоту середину»: мінімізувати вплив на навколишнє середовище за допомогою досконалішої хімії та дизайну, зберігаючи при цьому безкомпромісний рівень тертя, необхідний для безпечного водіння.
Висновок
З наближенням нових стандартів, таких як Euro 7, битва за чисте повітря переміщується з вихлопної труби на дорожнє полотно. Успіх промисловості залежатиме від її здатності збалансувати фізичну необхідність тертя з екологічною необхідністю зниження викидів мікрочастинок.
