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废气再循冷却器积碳产生是怎么产生的磁条卡

2022年07月01日

造成ＥＧＲ中冷积碳的因素可能有很多，根据目前的研究结果来看热泳现象、颗粒物的自由扩散、静电场对颗粒物的作用和ＨＣ、Ｈ２Ｏ（ｇ）的凝结是最主要的原因。热泳现象是指在温度梯度不为零的气体中，粒子向较冷区域运动的现象。在多原子理想气体中，对于粒径小于气体分子平均自由程的球形粒子，热泳速度正比于温度梯度，而与粒径无关。对于较大的粒子，由于会在粒子内部建立温度梯度，计算较复杂，因此，可以说热泳现象是有温度梯度的气体场中温度梯度对气体中所含的颗粒物的力的作用。

柴油机的排放物里面主要包括有３类纳米级颗粒物，即ｓｏｏｔ、金属粉末和硫酸盐颗粒。若按质量划分，ＰＭ当中的绝大多数为ｓｏｏｔ颗粒物，因此一般都简单地认为ＰＭ就是全部由ｓｏｏｔ颗粒物组成而不考虑其他的成分。柴油机排气当中的ｓｏｏｔ颗粒物主要是由于受到了热泳的作用漂移向温度较低的表面（即换热界面），因此ｓｏｏｔ颗粒物都是沉积到了ＥＧＲ冷却器的低温界面上，由此造成ＥＧＲ冷却器的碳沉积（积碳）。ＥＧＲ气体当中的ｓｏｏｔ颗粒物的数量达到了（１０７～１０９）／ＣＣ，颗粒物的平均直径约为１０２ｎｍ。

ＥＧＲ气体的温度梯度越大，并且ＥＧＲ气体当中的ｓｏｏｔ颗粒数量密度越大（ｓｏｏｔ颗粒的平均直径越小），则沉积到的ｓｏｏｔ颗粒物受到的热泳力越大。ＥＧＲ气体当中的ｓｏｏｔ颗粒物除了受到热泳力外，还受重力的作用、静电力的作用和布朗运动力的作用。

ＥＧＲ气体当中的静电荷通常是极性分子产生的，这是由于极性分子的正电荷和负电荷局部是不相等的，而发动机的排气当中的非极性分子多达９５％；因此在考虑ｓｏｏｔ颗粒受力的时候可以忽略那些极性分子所产生的静电荷所形成的静电场力作用。由于小直径ｓｏｏｔ颗粒可以认为是分散分布于ＥＧＲ气体当中，这些颗粒的运动受重力的影响非常小。虽然说ｓｏｏｔ颗粒的直径非常小，但是与ＥＧＲ气体分子的平均直径０．３ｎｍ相比还是非常大的；因此一般情况下也无需考虑分子运动力的作用对ｓｏｏｔ运动的影响。特别是在温度梯度比较大的情况下，与热泳力相比较分子运动作用力是非常微弱的。

当排气当中的颗粒物沉积到壁面后，一些气体排放物会由于温度的影响而出现凝结现象。比如排气当中的ＨＣｓ和Ｈ２Ｏ，如果换热元件表面温度低于其在该条件下的露点，那么这些气体物质就会变成液体而进入到先前沉积的积碳里面去，尤其是一些重质成分的ＨＣｓ和酸。由于凝结过程是气态变成液态的过程，因此一旦凝结就会造成浓度差的变化，由此形成浓度梯度，这就造成物质的扩散现象。扩散过来的物质在相应的条件下会继续发生凝结现象，使积碳当中的凝结变得更加严重。当凝结现象发生后，使得原本可能干燥的积碳变得“湿润”起来，湿润的积碳表面更容易吸附ｓｏｏｔ颗粒。