CN102614696A - 滤油器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种滤油器装置，具体涉及用于发动机或变速器的吸入式滤油器装置，其具有：过滤器外壳上的进油口和出油口，吸油泵能够连接到出油口，利用吸油泵能够在进油口与出油口之间产生部分真空；位于进油口与出油口之间的细过滤介质和超细过滤介质；细过滤介质被附接到进油口或附接到出油口，超细过滤介质沿流动方向位于细过滤介质之前并位于过滤器外壳的二次流区域中。从而能够以低生产成本实现高过滤性能。

Description

滤油器装置
本申请是于2009年3月13日递交的申请号200910127048.8的名为“滤油器装置”的发明专利的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于过滤发动机和变速器中的油的吸入式滤油器装置、具有这种滤油器装置的油盘、以及具有压力式滤油器装置和这种吸入式滤油器装置的过滤系统。
背景技术
吸入式滤油器可用于过滤发动机和变速器中的油。泵位于过滤装置的出油口上，泵使用部分真空将即将过滤的油抽吸通过过滤介质。典型地，吸入式滤油器装置直接位于油盘的油底壳中，所有即将过滤的油流过此吸入式滤油器装置。这样的设计仅需要少量额外安装空间，因而节省空间，并且不需要任何额外的连接管。吸入式滤油器装置的相关过滤器外壳通常具有上壳体和下壳体，过滤介质被夹紧在这两个壳体之间。不过将保持小的公差，从而需要制造技术上的高要求。由于最小的油体积流量必须在油的高粘度和/或油的低温时穿过吸入式滤油器，以实现发动机或变速器的充分润滑，因而利用过滤介质仅可实现相对较低的过滤性能。
为了实现更高的油纯度，除了吸入式滤油器装置以外，还可提供压力式滤油器装置。在压力式滤油器装置中，利用泵将即将过滤的油压入过滤装置。这样的装置通常位于二次流中，并可例如利用阀进行切换。由于仅有一部分且通常少于50％的即将过滤的油体积流量流过这种类型的压力式滤油器装置，因而可使用例如折叠形式的高效过滤介质。不过，相对较高的灰尘冲击与高过滤性能相关，从而压力式滤油器装置的过滤介质必须相对频繁地更换。因此，与单独使用吸入式滤油器装置相比，由吸入式滤油器装置和压力式滤油器装置构成的系统的较高过滤性能常常意味着需要更多的维护工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸入式滤油器装置，具有这种吸入式滤油器装置的油盘，以及具有压力式滤油器装置和这种吸入式滤油器装置的过滤系统，所述吸入式滤油器装置可更简单地生产并在与压力式滤油器装置一起工作时需要较少的维护工作，但仍可实现更高的过滤性能。
该目的通过各独立权利要求的主题实现。本发明的优选改进是各从属权利要求的主题。
根据本发明的这种用于发动机或变速器的吸入式滤油器装置具有在过滤器外壳上的进油口和出油口，吸油泵能够连接到出油口，利用吸油泵能够在进油口与出油口之间产生部分真空。所述吸入式滤油器装置还具有位于进油口与出油口之间的细过滤介质和超细过滤介质。根据本发明的吸入式滤油器装置以细过滤介质被附接到进油口或附接到出油口的方式构造。如果细过滤介质被附接到进油口，则为内侧-外侧过滤装置。如果细过滤介质被附接到出油口，则提供外侧-内侧过滤装置。根据本发明，在这两种过滤装置类型中，超细过滤介质沿流动方向位于细过滤介质之前并位于过滤器外壳的二次流区域。
应注意的是，在具有内侧-外侧流动设计动的过滤装置(在下文中被简称为内侧-外侧过滤装置)中，即将过滤的流体从过滤器壳体入口直接流到滤袋，并之后沿朝向过滤器壳体出口的方向流过滤袋层。这样，任何残余物残留在滤袋内部，而过滤后的油可通过过滤器壳体出口流出。在外侧-内侧过滤装置中提供反向流动设计。即将过滤的流体首先流动通过过滤器外壳入口进入过滤器外壳，然后进一步从外到内穿过过滤介质进入滤袋。在滤袋中，过滤后的流体流到过滤器外壳出口。在这种结构中，存在于流体中的残余物因而残留在过滤器外壳的滤袋外。在提供内侧-外侧流动设计的过滤装置中，滤袋被设置为使得滤袋开口被定向成实际上覆盖过滤器外壳的入口。由此确保即将过滤的所有流体均首先流入滤袋并且在未过滤时不会到达过滤器外壳出口。相应地，反之亦然，在提供外侧-内侧流动设计的过滤装置中，滤袋开口与过滤器外壳出口对准。这两种流动设计类型可直接转换并相互对应。
在生产根据本发明的吸入式滤油器装置时，细过滤介质优选地不被夹紧在过滤器外壳的上壳体与下壳体之间而导致不得不考虑窄的公差。相反地，在这样的实施例中，内侧-外侧过滤装置被附接到过滤器外壳的进油口，使得在制造外壳时上壳体与下壳体必须相互接合。油的流动行为在进入具有根据本发明的吸入式滤油器装置的内侧-外侧过滤装置的过滤器外壳中时不同于细过滤介质大致平行位于外壳的壳体之间的过滤装置的情况。在根据本发明的吸入式滤油器装置中，在内侧-外侧过滤装置的进油口区域或在外侧-内侧过滤装置的出油口区域，仅有相对较少部分的油透过细过滤介质。该部分油形成所称的二次流。另外的超细过滤介质被附接到根据本发明的吸入式滤油器装置中的此区域中，超细过滤介质比细过滤介质具有更高的过滤性能。这样，油在二次流区域中首先经过超细过滤介质，随后通过细过滤介质。从逐级过滤的方面而言，过滤介质的次序实际上必须相反选择，即，首先穿过细过滤介质，然后穿过超细过滤介质。不过，这样的解决方案具有的缺点在于，针对相对不稳定的超细过滤介质需要复杂的支撑体。本发明由此开始，即，过滤介质的次序仅对于相对较少油量流过的二次流区域进行切换。细过滤介质用作沿流动方向位于上游的超细过滤介质的支撑体，从而对于超细过滤介质不需要额外的保持件。
在油的高粘度和/或低温时，油几乎不能透过超细过滤介质。不过，随着油的粘度减小和/或温度升高，超细过滤介质在过滤器外壳的二次流区域中也具有透过其中的流动，使得吸入式滤油器装置实现更高的整体过滤性能，不过较低的制造费用是必要的。根据本发明的吸入式滤油器装置的特别优点在于，已经较好过滤的油经过另外使用的、通常具有相对较小的整体尺寸和相应的小过滤介质的压力式滤油器装置，使得当使用根据本发明的吸入式滤油器装置时，压力式滤油器装置的使用寿命延长。由压力式滤油器装置和根据本发明的吸入式滤油器装置构成的过滤系统的维护工作因而比以前少。
根据本发明一个实施例，超细过滤介质与细过滤介质彼此直接相连。这样，即使存在特别的湍流，相对不稳定的超细过滤介质也可被牢固地定位，而不需要支撑体或类似措施。超细过滤介质和细过滤介质优选地在它们的整个区域上彼此相连。这表现出非常牢固的实施例。不过，如果超细过滤介质仅在多个位置，例如在两端和/或边缘被连接到细过滤介质，则可能也是足够的。在超细过滤介质仅在一端直接连接到细过滤介质的实施例中，可实现特别低的制造成本。这种连接优选地接近于内侧-外侧过滤装置的进油口或接近于外侧-内侧过滤装置的出油口。透入过滤器外壳的油因而将超细过滤介质压靠在细过滤介质上，从而在相反自由端不再需要固定超细过滤介质。超细过滤介质的可靠定位基本上通过流入的油而实现。由超细过滤介质和细过滤介质形成的组合过滤介质因而能够很容易地生产，这是因为超细过滤介质层仅在内侧-外侧过滤装置中的进油口区域或仅在外侧-内侧过滤装置中的出油口区域被附接到细过滤介质。不必要将两种过滤介质固定到由细过滤介质形成的滤袋的内部中。
超细过滤介质因而被固定到细过滤介质，细过滤介质被固定到过滤器外壳。所述固定可在金属外壳中例如通过卷边实现，在塑料外壳中例如通过焊接实现。在内侧-外侧过滤装置中，超细过滤介质被附接到滤袋内，而与此不同的是，在外侧-内侧过滤装置中，超细过滤介质被附接到滤袋外。
根据进一步的实施例，根据本发明的吸入式滤油器装置可通过一定的方式实现，使得超细过滤介质距细过滤介质的距离从进油口开始逐渐增大，最大距离为细过滤介质的厚度的倍数。这种增大的距离允许油在底侧上围绕超细过滤介质流动，以使细过滤介质的更多区域可被透过。间距可优选地通过至少一个隔离件实现。这确保极不稳定的超细过滤介质的自由端不会由于油流而被压靠在细过滤介质上。
在根据本发明的吸入式滤油器装置中，已经显示出，如果细过滤介质分离尺寸大于50μm的颗粒且超细过滤介质分离尺寸大于20μm的颗粒，则可实现良好的过滤性能。
上述目的还通过具有压力式滤油器装置和上述吸入式滤油器装置的滤油器系统实现。如果压力式滤油器包括超细过滤介质，而该超细过滤介质与吸入式滤油器中的超细过滤介质具有相同的过滤性能，则可实现特别有效的过滤。
附图说明
在下文中将基于附图中所示的示例性实施例进一步描述本发明。在附图中：
图1示出根据本发明的吸入式滤油器装置的第一实施例的示意图；
图2示出根据本发明的吸入式滤油器装置的第二实施例的示意图；
图3示出根据本发明的吸入式滤油器装置的第三实施例的示意图；
图4示出根据本发明的吸入式滤油器装置的第四实施例的示意图；
图5示出根据本发明的吸入式滤油器装置的第五实施例的示意图；
图6示出根据本发明的吸入式滤油器装置的第六实施例的示意图；
图7示出在根据本发明的吸入式滤油器装置的第三实施例中关于作为颗粒尺寸的函数的过滤效率的图线；
图8示出在根据本发明的吸入式滤油器装置的第三实施例中关于作为油体积流量的函数的压差的图线；和
图9示出在过滤系统中根据本发明的吸入式滤油器装置的分级的示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的基于内侧-外侧流动设计的滤油器100的实施例的纵截面。所述装置具有进油口1和出油口6，抽吸泵能够附接到出油口6。进油口1设置在过滤器下壳体2的一侧上，出油口6以距进油口1最大可能距离位于过滤器上壳体5中的相反侧上。过滤器下壳体2和过滤器上壳体5共同形成过滤器外壳。即将过滤的油由于吸油泵产生的部分真空穿过进油口1进入该过滤装置的内腔16。
细过滤介质4被实现为滤袋，该袋开口被附接到进油口1的区域中，参见附图标记7。超细过滤介质3在一端和/或一个边缘被附接到所述细过滤介质4。在图1所示的实施例中，超细过滤介质与细过滤介质分开，超细过滤介质距细过滤介质4的距离从进油口开始逐渐增大。最大距离是细过滤介质4的厚度的倍数。这样，油流8在进油口1穿入过滤器外壳并被分为主流和二次流。主流透过细过滤介质4，见箭头13至15，而二次流易于附在超细过滤介质3上，见箭头9和10。穿过超细过滤介质3的油随后透过位于超细过滤介质3之后的细过滤介质4，在流动绕过由细过滤介质4构成的滤袋之后到达出口6，见箭头12。由于超细过滤介质3距细过滤介质4的距离，油也可流动绕过超细过滤介质3并到达超细过滤介质3后面，见箭头11。这样，可使尚未被超细过滤介质3过滤的油通过的细过滤介质4的区域被扩大。细过滤介质3由于所实现的流动而自身到达该位置，因而可实现超细过滤介质3与细过滤介质4之间的间距。如果这还不够，则超细过滤介质3可设置有增强纤维或者通过至少一个隔离件20而被保持为隔开一定距离，见图2。
对于制造而言最简单的实施例如图3所示。在此实施例中，超细过滤介质3在其整个区域压靠在细过滤介质4上。透过超细过滤介质3的油的部分越高，则油的粘度越低和/或温度越高。超细过滤介质3可具有低扭曲度，使得其通过渗透的油体积流8而压靠在细过滤介质上，并在其整个区域上实现接触。
与其中仅提供细过滤介质4的吸入式滤油器装置相比，如果使用超细过滤介质3，则吸入式滤油器装置中的压差增大。如果在两个过滤介质之间提供间距，例如通过隔离件20提供间距，见图2，则可减少这种压力增大。
内侧-外侧过滤装置的进一步实施例如图4所示。与图1至图3所示的实施例对比，细过滤介质4在一侧上被夹紧在过滤器外壳的下壳体2与上壳体5之间。超细过滤介质3不仅位于过滤器外壳的进口区域，而且还延伸进入由细过滤介质4形成的滤袋21的边缘区域。不过，超细过滤介质3仍然位于二次流区域中。在图4所示的实施例中，细过滤介质4可另外通过隔离件22被支撑就位。
具有外侧-内侧流动设计的过滤装置示于图5和图6。即将过滤的流体流动通过进油口1进入过滤器外壳，或直接透过细过滤介质4进入滤袋，见流动箭头23，或从外部沿滤袋流动，见流动箭头24或25。流体通过超细过滤介质3并随后通过滤袋中的细过滤介质4透入出口6的区域，由此到达出口6，见箭头26。
在图6所示的实施例中，类似于图4所示的实施例，超细过滤介质3不仅位于出口区域，而且向上延伸进入滤袋的边缘区域。此外，细过滤介质4被夹紧在下壳体2与上壳体5之间，并利用隔离件27被保持为相互隔开预定距离。
图7示出的图线表示仅具有一个细过滤介质的吸入式滤油器装置(见虚线曲线40)和根据本发明的具有细过滤介质和超细过滤介质的吸入式滤油器装置(见实线曲线41)的过滤效率。纵坐标以百分比绘出流体循环持续60分钟之后的颗粒减少情况。横坐标以微米绘出颗粒尺寸。曲线40和41的比较结果显示，在根据本发明的具有细过滤介质和超细过滤介质的吸入式滤油器装置中实现明显更高的颗粒减少。例如，在60分钟油循环时间之后，通过根据本发明的吸入式滤油器装置，尺寸20μm的颗粒被滤出大约62％。与此同时，在仅设置有细过滤介质的吸入式滤油器装置中，尺寸20μm的颗粒中仅大约40％可被滤出，见曲线40。
通过利用根据本发明的具有额外超细过滤介质的吸入式滤油器装置，吸入式滤油器装置中的压差增大。图8包含的曲线示出作为仅使用细过滤介质的吸入式滤油器装置(虚线)和根据本发明的使用细过滤介质和超细过滤介质的吸入式滤油器装置(实线)的体积流量的函数的压差。曲线50表示在油温为-26℃时油具有高粘度的根据本发明的吸入式滤油器装置的曲线。曲线51表示在同样的温度-26℃时仅具有细过滤介质的吸入式滤油器装置的曲线。例如，在体积流量为14升/分钟时，典型的吸入式滤油器装置中的压差为630毫巴，而根据本发明的吸入式滤油器装置中的压差达到800毫巴。虽然在根据本发明的吸入式滤油器装置中的压差在这样的低温下具有更高的绝对值，但绝对水平之差仍然较小，使得这种情况可被接受。其它曲线52和53适用于-18℃的油温，曲线54和55适用于-4℃的油温，曲线56和57适用于+10℃的油温，曲线58和59适用于+24℃的油温。压差的绝对水平随油温的升高而降低，正如在根据本发明的吸入式滤油器装置和仅具有细过滤介质的吸入式滤油器中所测得的值之差所示。在+24℃的油温下，在14升/分钟体积流量下的压差仅为大约25毫巴。两个曲线58和59之间的值之差仅为2毫巴，因而小得可忽略。这说明如果在更高油温时使用根据本发明的吸入式滤油器装置，则仍存在着不明显的高压差。
与此相比，更重要的是如果使用根据本发明的吸入式滤油器装置，则过滤性能提高，因而另外的压力式滤油器的使用寿命可明显延长。如果具有相同过滤器效果的超细过滤介质用于压力式滤油器装置中，如同在相关的吸入式滤油器装置中那样，则压力式滤油器装置的使用寿命可实现延长35％。这样，对于图9中所示的具有压力式滤油器装置120和油盘110中的吸入式滤油器装置100的过滤系统130的维护费用可明显减少。

Claims (9)

1.一种过滤器装置，包括：
具有入口端口和出口端口的外壳；
设置在所述外壳内的封闭的袋状过滤介质，具有在所述袋状过滤介质上的入口孔，以通过所述入口端口将流体接纳到所述袋中；
被设置为覆盖所述袋状过滤介质的表面的平坦的片状过滤介质。
2.根据权利要求1所述的过滤器装置，其中所述片状过滤介质被设置在所述袋状过滤介质内。
3.根据权利要求1所述的过滤器装置，其中所述片状过滤介质为较细类型的过滤介质，所述袋状过滤介质与所述平坦的片状过滤介质相比相对较粗。
4.根据权利要求3所述的过滤器装置，其中所述片状过滤介质为高效型过滤介质。
5.根据权利要求1所述的流体过滤器装置，其中所述片状过滤介质通过直接放置在所述袋状过滤介质的一部分上而覆盖所述袋状过滤介质的至少所述一部分，在所述片状过滤介质与所述袋状过滤介质的所述一部分之间没有空间。
6.一种过滤器装置，包括：
具有入口端口和出口端口的外壳；
设置在所述外壳内的不平坦的第一过滤介质；和
被设置为覆盖所述第一过滤介质的表面的第二过滤介质，其中所述第二过滤介质通过直接放置在所述袋状过滤介质的一部分上而覆盖所述第二过滤介质的至少所述一部分，在所述第二过滤介质与所述袋状过滤介质的所述一部分之间没有空间。
7.根据权利要求6所述的过滤器装置，其中所述第二过滤介质被设置为邻近所述第一过滤介质。
8.根据权利要求6所述的过滤器装置，其中所述第二过滤介质为较细类型的过滤介质，所述第一过滤介质与所述第二过滤介质相比相对较粗。
9.根据权利要求8所述的过滤器装置，其中所述第二过滤介质为高效型过滤介质。
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