欧七标准“大变化”- 制动颗粒物排放和轮胎磨损量

欧洲道路运输领域的颗粒物排放源解析表明，非尾气所产生的颗粒物已经达到道路总颗粒物排放的85%，其中绝大多数来自制动和轮胎磨损。即使零尾气排放的电动车，因制动和轮胎磨损导致的颗粒物排放也无法避免。为加强对此类非尾气颗粒物排放的监管，欧七提案首次将制动颗粒物排放和轮胎磨损量纳入管控，提出相关限值要求。

一、制动颗粒物排放

1.限值要求目前，欧七提案中仅对M1、N1类车辆的制动PM10颗粒物排放提出限值要求，限值分两阶段执行，第一阶段为7mg/km（2034年12月31日前），第二阶段为3mg/km（2035年1月1日后）。

表1 制动颗粒物排放限值

2.测试方法

为了准确测量制动颗粒物排放，欧盟基于WLTP工况库开发了WLTP制动工况（WLTP-BreakCycle）如图1所示，该工况总时长15826s，包含10个行程，总里程192km，平均车速43.7km/h，最高车速132.5km/h，平均制动减速度0.97m/s2，共包含303次制动。

图1 WLTP制动工况

测试方法及要求参考UNGTR提供的《轻型车辆制动颗粒物排放测量方法》，测试在制动测功机上进行，如图2所示。

图2 测试设备

测试主要包含以下四个步骤:

• 背景颗粒物检测：在试验前后都需要进行背景颗粒物浓度检测，需要满足背景颗粒物浓度持续5分钟低于20#/Ncm³或颗粒物浓度变化率持续一分钟低于±2#/Ncm³；

• 冷却空气温度、湿度及流量设定：制动组件安装在制动测功机制动器外壳内，试验开始前将冷却空气温度和湿度分别设定在20℃±5℃和50%RH±30%RH范围内并保持；然后基于WLTP制动工况中行程10进行冷却空气流量标定，以保证行程10中每次制动时制动盘温度满足表2要求，其中WLn为车轮负载（kg），DM为制动盘或制动鼓质量（kg）；

• 制动器磨合：连续运行5个WLTP制动工况用于制动器磨合；

• 制动颗粒物排放测试：在制动测功机内完整运行一次WLTP制动工况，并进行制动颗粒物排放测量。

表2 制动盘温度要求

二、轮胎磨损量

1.限值要求

目前，欧七提案中仅给出了不同类型/级别轮胎的分类规则，如表3所示，暂未提出具体限值要求，根据欧盟计划，将在2024年底前完成相应限值的制定。

表3 轮胎磨损限值（2024年底前给出）

注：C1胎：用于M1/N1/O1/O2类机动车的轮胎，一般为轿车轮胎；C2胎：用于M2/M3/N/O3/O4类机动车的轮胎，且单胎负荷指数≤121和速度等级≥N的轮胎，一般为卡车轮胎、客车轮胎。C3胎：用于M2/M3/N/O3/O4类机动车的轮胎，且单胎负荷指数≤121和速度等级≤M的轮胎；或者是单胎负荷指数≥122的轮胎。一般为重卡轮胎。2、测试方法
目前轮胎磨损量测试方法主要有两种，第一种是实际道路测试，该方法通过规划典型试验线路，组建车队在该线路上进行轮胎磨损量试验；第二种是实验室转鼓典型工况下进行轮胎磨损测试。2.1 实际道路测试测试方法及要求参考了欧洲轮胎及车圈技术组织提出的《实际道路车辆轮胎磨损量试验方法》。该方法分别在德国和法国规划了两条典型试验线路，如图3所示，线路的选取综合考虑了道路覆盖情况，车速及加速度范围，车辆载荷和环境温度等要求。

图3 路试线路

具体测试方法如下：

• 车队组建：组建一支包含2-4辆同款车型的车队，试验开始前对每辆车每个轮胎质量、轮毂质量以及平衡块质量进行测量并记录；

• 驾驶员轮换：每辆车配一名驾驶员，每行驶一定里程数（8000km/驾驶员人数）后，驾驶员进行轮换，以保证每个车都经过不同的驾驶员驾驶；

• 实验过程数据记录：在车辆行驶里程达到2500km和6000km时分别对轮胎质量、轮毂质量以及平衡块质量进行测量并记录；

• 轮胎磨损量计算：车辆行驶里程达到8000km后试验结束，再次对轮胎质量、轮毂质量以及平衡块质量进行测量并记录，计算试验前后各部分质量差，试验前后轮胎质量差值与行驶里程的比值即为磨损量（g/1000km）。实验过程中需不间断采集车辆速度，横向/纵向加速度，采样频率不低于4Hz，同时还应记录试验过程中的平均气温。

2.2 转鼓测试测试方法及要求参考日本汽车研究所提出的《室内转鼓轮胎磨损试验方法》。该方法以WLTC工况为基础工况，同时加入了转向角和坡度。具体测试方法如下：

• 在典型道路上采集车辆速度、加速度、转向角以及坡度信息；

• 将WLTC工况+转向角工况+坡度工况构成的复合工况导入到整车模型，得到车轮所受横向力和纵向力，作为转鼓测试车轮的输入；

• 恒速（山路/斜坡60km/h，平路为100km/h）条件下进行5000km轮胎磨损测试，测试前后轮胎质量差值与行驶里程的比值即为磨损量（g/1000km）。

测试设备如图4所示。

图4 测试设备

三、简要总结欧七提案进一步加强了对非尾气颗粒物排放的管控，首次加入了制动颗粒物和轮胎磨损测试规程及限值要求，这一举措有利于进一步改善空气质量，同时也对车企及轮胎厂商提出了更高的要求。