Podczas gdy większość światowej dyskusji na temat emisji gazów cieplarnianych przez samochody koncentruje się na substancjach zanieczyszczających wydobywających się z rur wydechowych, na pierwszy plan wysuwa się inny, bardziej wszechobecny rodzaj zanieczyszczeń: cząstki powstałe podczas zużycia opon i dróg.
W miarę jak branża przechodzi na pojazdy elektryczne (EV), uwaga skupia się na tym, co wydostaje się z układu wydechowego, na to, co trafia na chodnik.
Зміст
Narastający problem cząstek stałych
Zużycie opon to podwójny problem. Z punktu widzenia konsumenta wysoki stopień zużycia oznacza niski zwrot z zakupu. Z ekologicznego punktu widzenia tarcie pomiędzy powierzchnią styku opony a nawierzchnią drogi powoduje powstawanie mikroskopijnych cząstek, które dostają się do atmosfery i systemów wodnych.
Nie chodzi tylko o samą gumę; W miarę zużywania się opon nawierzchnia drogi ulega degradacji, tworząc złożony „koktajl” gruzu i kurzu. Według ekspertów branżowych z Continental i Europejskiej Organizacji Technicznej Opon i Felg (ETRTO) na tempo tego zużycia wpływa kilka czynników, uszeregowanych od najmniej do najbardziej znaczącego:
- Warunki pogodowe
- Temperatura
- Projekt opony
- Typ pojazdu
- Jakość nawierzchni drogowej
- Topologia trasy (charakter podróży)
- Styl jazdy (najważniejszy czynnik)
Ciśnienie regulacyjne: katalizator Euro 7
Konieczność rozwiązania tego problemu wynika z nadchodzących zmian legislacyjnych. Oczekuje się, że normy emisji Euro 7 wprowadzą rygorystyczne limity emisji cząstek pochodzących ze zużycia opon w UE począwszy od 2028**.
Ta zmiana przepisów oznacza, że producenci nie mogą już skupiać się wyłącznie na wydajności silnika; muszą teraz projektować opony, które minimalizują emisję cząstek stałych, nie rezygnując przy tym z najważniejszej funkcji pojazdu – bezpieczeństwa dzięki przyczepności.
Przełomy technologiczne w pomiarach
Aby spełnić nowe standardy, liderzy branży, tacy jak Michelin i Continental opracowują wyrafinowane sposoby „zobaczenia” i pomiaru tych niewidzialnych cząstek. Tradycyjnym metodom trudno jest rozróżnić różne źródła zanieczyszczeń, ale nowe technologie to zmieniają.
Zaawansowane systemy detekcji
Najnowsze innowacje obejmują specjalistyczny sprzęt przeznaczony do gromadzenia danych bezpośrednio w „punkcie pochodzenia”:
– Zbieranie próżniowe: Nowsze systemy wykorzystują urządzenia podciśnieniowe montowane bezpośrednio za kołami napędowymi na poziomie drogi, aby fizycznie zasysać oddzielane cząstki.
– Różnicowanie źródła: dzięki zaawansowanym czujnikom systemy te mogą teraz określić, czy cząsteczki unoszące się w powietrzu pochodzą z opona, hamulca, czy bezpośrednio z nawierzchni drogi.
– Projekt OLRAP: Firma Continental niedawno zakończyła projekt o nazwie Analiza online cząstek zużycia opon unoszących się w powietrzu w miejscu ich powstania i ich różnicowanie od innych źródeł (OLRAP), aby lepiej zrozumieć tę dynamikę.
Dokładne dane i konstrukcja opony
Nowe urządzenia multisamplerowe umożliwiają badaczom klasyfikację cząstek na podstawie konkretnych manewrów jazdy. Na przykład inżynierowie mogą teraz odróżnić cząstki emitowane podczas jazdy po linii prostej ze stałą prędkością od cząstek emitowanych podczas intensywnego pokonywania zakrętów.
Korelując rozmiar, liczbę i strukturę cząstek z profilami prędkości i przyspieszeniem poprzecznym, producenci mogą dostarczać bardzo dokładne dane swoim działom badawczo-rozwojowym (R&D). Pozwala to zoptymalizować mieszankę gumy i konstrukcję opony, aby zmniejszyć zużycie, szczególnie podczas manewrów wymagających dużego obciążenia.
Paradoks bezpieczeństwa
Wyzwanie dla inżynierów leży w podstawowym paradoksie fizycznym: sprzęgło wymaga tarcia, a tarcie powoduje zużycie.
Głównym zadaniem opony jest przenoszenie sił pojazdu na drogę w celu zapewnienia prowadzenia i hamowania. Zbyt agresywne zmniejszanie zużycia może nieumyślnie zmniejszyć przyczepność, zagrażając bezpieczeństwu pasażerów. Celem następnej generacji inżynierii samochodowej jest znalezienie najlepszego rozwiązania: minimalizacja wpływu na środowisko poprzez ulepszoną chemię i konstrukcję, przy jednoczesnym utrzymaniu bezkompromisowego poziomu tarcia wymaganego do bezpiecznej jazdy.
Wniosek
Wraz ze zbliżaniem się nowych norm, takich jak Euro 7, walka o czyste powietrze przenosi się z rury wydechowej na nawierzchnię drogi. Sukces branży będzie zależał od jej zdolności do zrównoważenia fizycznej potrzeby tarcia z potrzebą środowiskową polegającą na ograniczeniu emisji cząstek stałych.
