当碎片、灰尘和各种其他颗粒进入机舱时，操作员和电子设备都处于危险之中。接触颗粒物的操作人员容易受到一系列健康风险的影响。与此同时，电子设备也会发生短路和故障，从而降低其使用寿命。
随着整车厂和他们的客户越来越意识到驾驶室空气过滤不当的破坏性影响(部分原因是不断增长的研究)，他们更加重视确保他们的设备包括有效的驾驶室过滤和增压系统。
欧洲的EN 15695和北美的ANSI/ASABE S613等新标准也在强调适当的驾驶室空气过滤方面发挥了作用。EN 15695规定了四个类别，代表不同的保护级别，从对有害物质的无保护(第1类)到对灰尘、气溶胶和蒸汽的保护。第2类要求过滤系统减少进入驾驶室的灰尘数量，而第3类要求必须减少灰尘和气溶胶。第4类增加了对气体吸附的要求，以减少灰尘和气溶胶。MANN+HUMMEL美国业务发展经理Kevin Babb表示:“为了达到不同的要求，3类和4类机舱空气过滤器需要在一个元件中组合不同的过滤介质。”公司信息， 10055755)，密歇根州Portage。
新的欧洲标准还要求过滤器获得独立测试实验室的认证，以确保符合标准和操作人员的安全。Babb说:“标准的制定将有助于确保高质量和技术水平，从而加强对操作人员的保护。”“如今推动机舱过滤的主要市场是欧洲、北美和日本。”美国农业和生物工程师学会协会信息(10239641)标准要求对过滤器的制造过程进行认证，并对过滤器进行适当的标识，使消费者能够了解过滤器的效率性能。
西克隆国际销售和市场副总裁Jeff Moredock表示:公司信息(10056670)，在美国佛罗里达州杰克逊维尔市，最具破坏性的颗粒物是人眼看不到的。“问题是你看不见的灰尘，”他说。“我们的重点是去除0.3至10微米范围内的可吸入颗粒物。”作为参考点，人类头发的直径是150微米。参见下面的边栏。
传统上，驾驶室空气过滤系统由一个将外界空气引入驾驶室的风扇和一个位于风扇和驾驶室之间的低效率过滤器组成，以防止颗粒进入。然而，Moredock说，这些过滤器不能有效去除小于10微米的颗粒。
把脏东西旋转出来
为了防止即使是最微小的颗粒进入驾驶室，西克朗开发了RESPA-CF Vortex HyperFLOW驾驶室空气质量系统，该系统在管内产生龙卷风(离心力)来去除颗粒。风扇马达以圆形的方式将空气引入管道，并加速空气速度以收集颗粒。莫多克说:“龙卷风旋转得越快，它就越有能力把空气中的颗粒物拉得越来越小。”“我们可以将空气中的颗粒物降低到5微米左右，处于非常高的水平;(大约)93%的5微米材料被从空气中抽出。”
当微粒被龙卷风收集时，它被从汽车驾驶室的管道后部喷射出来。虽然旋转的空气能够捕获大部分试图进入驾驶室的颗粒，但仍然有一些物质太小，不会受到循环空气的影响。莫多克解释说:“5微米或更小的微粒——在可接受范围的低端，0.3到5微米——微粒非常小，重力对它没有影响。”“它无限期地漂浮在空中。”
由于龙卷风中心没有空气流动，西克朗认为这是放置过滤器捕捉微观颗粒的最佳位置。颗粒停留在过滤器上，直到水进入系统，使其聚集并聚集在一起，就像沙子被湿了一样。微粒变成非常细的碎片片，现在能够通过龙卷风喷射出系统。
这种紧凑的系统能够在世界上一些最恶劣和最紧张的环境中运行，通常可以将过滤器更换时间延长到1000小时，而以前的系统可能需要每天更换过滤器。
提供驾驶室正增压对于防止颗粒进入操作人员的工作环境也至关重要。通过不断地向驾驶室注入新鲜空气，吸入的空气就会比漏出的空气多，从而产生正压，防止颗粒物进入驾驶室。
Moredock说，传统的增压器/鼓风机系统(使用类似于空调系统中的风扇/马达的风扇)被用来为驾驶室增压提供持续的气流。增压器/鼓风机将空气通过过滤器吸入驾驶室或HVAC系统。这种类型的系统可以迅速堵塞过滤器，阻止空气进入驾驶室，这可能导致正压损失。
发动机公司Cabaire驾驶室增压装置通过使用预清洁器来去除空气中的颗粒物，从而解决了这一问题，这些颗粒物将用于给驾驶室增压。“它有一个独立的气泵，我们通过空气预滤器抽取空气，然后通过过滤器，然后通过泵。我们在[驾驶室]内施加正压，”Bill Decker说，他是清洁空气系统公司的总裁。公司信息， 10055364)，简斯维尔，WI。
当空气进入预净化器时，通过旋转空气，离心力能够将重颗粒从气流中分离出来，并将其从系统中喷射回车辆外。现在，卡贝尔滤清器只剩下较小的颗粒物，只允许清洁空气进入驾驶室，并对驾驶室加压。德克尔解释说:“它使过滤器工作的时间更长，使整个系统在更长的时间内保持清洁。”
将HEPA
随着人们对驾驶室空气质量的日益关注，在非公路设备行业中，空气过滤系统中HEPA(高效颗粒空气)过滤器的使用越来越受欢迎。APC公司总裁拉塞尔·凯利说:“每个人都想进入高效空气过滤器。”公司信息(邮编:11017384)，纽约州奇克托瓦加。
美国能源部(DOE)表示，要被归类为高效空气过滤器，过滤器必须达到一定的标准;特别是，过滤器必须能够从第一次通过过滤器的空气中去除至少99.97%的0.3微米颗粒。
多年来，玻璃纤维HEPA介质一直是HEPA过滤器结构的行业标准。玻璃纤维滤料能够在更高的温度下工作，但与合成纤维相比，玻璃纤维价格昂贵，重量更重，这在某些应用中可能是一个重要因素。近年来，纤维生产商已经开发出具有hepa级效率的轻质合成纤维。Kelly指出，与玻璃纤维介质相比，合成材料在整个过滤器上提供了更低的压降。因此，与相同尺寸的玻璃纤维过滤器相比，可以实现更长的使用寿命。在某些情况下，当驾驶室空间有限时，我们会减小过滤器尺寸。”
凯利说，传统的过滤介质不能简单地用高效空气过滤器介质取代。这将增加过滤器的压降，减少通过电机或鼓风机的气流，最终减少整个机舱的气流循环。“从传统的纤维素介质转换为玻璃纤维HEPA介质，需要对客舱空气处理系统和/或过滤器外壳进行修改，”他说。他继续说，客舱空气暖通空调系统通常使用低压静态风扇，这与高效空气过滤器不太配合，因为玻璃纤维过滤介质比传统纤维素过滤介质更具限制性。为了在整个机舱内提供更高的效率和适当的气流，必须使用新的电机或鼓风机，或修改过滤器外壳，以适应更大的过滤面积。Kelly说:“我们正在与越野HVAC设备的原始设备制造商合作，设计机舱空气处理系统，以适应玻璃纤维和/或合成HEPA过滤器。”
APC与暖通空调制造商和越野设备oem合作，确定应用及其所需的过滤水平和设备。这对于确定每种应用的原料选择和适当的过滤介质是很重要的。与山猫公司合作期间(公司信息， 10815102)，其HVAC供应商APC决定使用玻璃纤维聚四氟乙烯层压HEPA过滤介质是应用的最佳选择，因为过滤器将受到灰尘负荷，所需过滤器的大小，以及机舱几何形状。“我们不能使用合成HEPA介质，因为它比玻璃介质更厚，几乎是蓬松的，你无法获得所需的过滤介质表面积。相比之下，玻璃纤维介质不能提供这种繁重和多尘工作应用所需的粉尘释放。最好的替代方案是将聚四氟乙烯膜层压到玻璃纤维衬底介质上。这提供了最好的粉尘释放和过滤效率为99.99%在0.3微米，”凯利说。
选择正确的过滤介质
各种环境因素对系统中使用的过滤介质的类型有影响。凯利说，由于合成介质带有静电电荷，它在相对湿度约为72华氏度的干燥环境中工作得最好。“在高湿度条件下，静电荷开始消散，”他解释说，这降低了过滤器的寿命。合成介质也不能在潮湿的环境中生存。凯利说:“我们必须非常清楚设备在世界上的哪些地方运行。“我们有来自世界各地的灰尘样本，我们知道灰尘的微米大小和组成，我们设计了过滤器来处理这种类型的灰尘。在某些情况下，你必须修改或更换任何现有的暖通空调设备来应对这些环境。”
除了向HEPA过滤的转变，该行业在过滤介质设计方面也取得了其他进展，其中大部分已经远离了过去30年使用的纸质介质。例如，纳米纤维技术在许多类型的过滤系统(包括驾驶室的过滤系统)中的应用一直在增长。西克朗公司的Moredock说，历史上，过滤介质的制作方式与鸟类筑巢相似——将纤维片一层一层地放在一起，直到形成一个任意的垫子。他说，纳米纤维技术通过创造更均匀的表面来改进这一点。
Kelly表示，纳米纤维过滤介质包括将直径极细的聚丙烯纤维网应用到基材介质上，提供精细的网状外观，以提高过滤效率。他说:“不管怎么说，它都不是高效空气过滤器，但它的过滤器非常高，而且仍然允许良好的气流。”请参阅侧栏，pg. xx了解更多关于纳米纤维技术的信息。
Kelly指出，纳米纤维过滤介质的一个缺点是不能清洗。一旦过滤器不再能够捕获颗粒，就必须将其扔掉并更换。他说，另一方面，APC提供可清洗的合成和PTFE膜过滤介质，可以清洗和重复使用多次。
MANN+HUMMEL的Babb补充说:“对操作人员舒适度的需求不断增加，导致人们倾向于使用组合过滤器(活性炭)，而不是纯颗粒过滤器。”碳过滤器最常用于存在大量化学物质或气味的应用，这些化学物质或气味会抑制操作员的工作效率，例如垃圾填埋场或喷洒农药的农田。活性炭(木炭)提供了一个更大的表面积来捕捉气味和化学物质。
由于客户和政府法规都在追求清洁空气的重要性，确保操作人员的健康将继续成为原始设备制造商及其零部件供应商的关键设计因素。Moredock总结道:“现在最重要的事情是，人们对这个问题有了很多关注，主要是因为这项研究对这个问题有了清晰的认识，也就如何解决这个问题达成了共识。”
