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曲轴箱呼吸器的历史和发展
发动机“窜气”引起的曲轴箱油气排放物,通常包含两大类物质:
● 颗粒物,包括0.3-0.5微米的碳烟颗粒和0.1-10微米的油基颗粒;
● 气体,包括NOx, HC, CO, CO2, O2, H2O以及新鲜空气。
 
油气混合物会引起如下的危害:
● 滴到地上,造成安全隐患以及环境污染;
● 覆盖在散热器及中冷器表面,降低发动机性能;
● 附着在涡轮增压器的压气机叶轮表面,降低增压效率;
● 在极端情况下,会增加排气管着火的可能性。
 
常用的曲轴箱过滤器有开式和闭式两种,其示意图如下:


开式与闭式系统的区别:
● 开式系统多采用撞击式原理(参见右边的撞击式过滤原理图);而闭式系统多采用凝聚式过滤器;
● 开式系统直接排放至大气,造成污染;而闭式系统排放至涡轮增压器,过滤后的气体重新进入发动机燃烧;
● 开式系统的效率较低,一般为40-50%,并且无法控制曲轴箱压力;闭式系统效率为70%-99%,并且能够通过压力控制装置把曲轴箱压力控制在指定范围内。
 
闭式系统:
● 船机和发电机组上一直在使用;
● 对于涡轮增压柴油重卡,真正的推动力是自2007年开始执行的排放法规。
美国EPA07排放法规强制要求曲轴箱闭式通风,欧洲4号排放法规强制要求曲轴箱闭式通风。


简单的撞击模型
直线加速与曲线的颗粒运动
当油雾通过喷嘴时,气流会加速并撞击到平板上,惯性质量较大的颗粒物会因为无法跟随气流前行而被过滤出来。