發(fā)動機“竄氣”引起的曲軸箱油氣排放物,通常包含兩大類物質:
● 顆粒物,包括0.3-0.5微米的碳煙顆粒和0.1-10微米的油基顆粒;
● 氣體,包括NOx, HC, CO, CO2, O2, H2O以及新鮮空氣。
油氣混合物會引起如下的危害:
● 滴到地上,造成安全隱患以及環(huán)境污染;
● 覆蓋在散熱器及中冷器表面,降低發(fā)動機性能;
● 附著在渦輪增壓器的壓氣機葉輪表面,降低增壓效率;
● 在極端情況下,會增加排氣管著火的可能性。
常用的曲軸箱過濾器有開式和閉式兩種,其示意圖如下:
開式與閉式系統(tǒng)的區(qū)別:
● 開式系統(tǒng)多采用撞擊式原理(參見右邊的撞擊式過濾原理圖);而閉式系統(tǒng)多采用凝聚式過濾器;
● 開式系統(tǒng)直接排放至大氣,造成污染;而閉式系統(tǒng)排放至渦輪增壓器,過濾后的氣體重新進入發(fā)動機燃燒;
● 開式系統(tǒng)的效率較低,一般為40-50%,并且無法控制曲軸箱壓力;閉式系統(tǒng)效率為70%-99%,并且能夠通過壓力控制裝置把曲軸箱壓力控制在指定范圍內。
閉式系統(tǒng):
● 船機和發(fā)電機組上一直在使用;
● 對于渦輪增壓柴油重卡,真正的推動力是自2007年開始執(zhí)行的排放法規(guī)。
美國EPA07排放法規(guī)強制要求曲軸箱閉式通風,歐洲4號排放法規(guī)強制要求曲軸箱閉式通風。
簡單的撞擊模型
直線加速與曲線的顆粒運動
當油霧通過噴嘴時,氣流會加速并撞擊到平板上,慣性質量較大的顆粒物會因為無法跟隨氣流前行而被過濾出來。