CN103993989B - 符合空气流动特性的重型车用空气滤清器 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车发动机空气净化技术领域，特别涉及一种符合空气流动特性的重型车用空气滤清器。该符合空气流动特性的重型车用空气滤清器包括入口部分、粗滤器和精滤器，其特征在于：入口部分包括圆形进气管道、弧形进气管道和进气栅格，进气栅格与粗滤器的壳体为一体式连接，且在下侧加装肋板，进气栅格上布置八根支撑柱；粗滤器包括油池和钢丝滤网，粗滤器的下侧隔板为圆弧，圆弧半径为55‑60mm；精滤器包括精滤器一级滤芯和精滤器二级滤芯。改变了传统空气滤清器入口部分的外部结构，更符合气流流动特性；改进拐角角度，更符合来流条件，达到了进口无冲击；降低能量损失；在保证滤清效率的前提下，减少进气阻力，增大进气量。

Description

符合空气流动特性的重型车用空气滤清器

（一）技术领域

本发明涉及一种符合空气流动特性的重型车用空气滤清器，属于汽车发动机空气净化技术领域。

（二）背景技术

随着我国排放标准进入国Ⅳ阶段，滤清器产品的质量也需相应提高，鉴于我国目前的燃油品质以及空气质量等原因，滤清器产品的性能提升对排放标准升级的实现至关重要。

空气滤清器是发动机进气系统的重要部件，作用在于向发动机提供干净、干燥的空气，降低气缸、活塞及活塞环等的磨损，促进燃烧，它对发动机动力性、经济性有着直接的影响，目前在环境恶劣和保养条件差地区行驶的重型汽车大多会选择油浴/干式组合空气滤清器。

空气滤清器的主要性能是滤清效率和进气阻力，但是这两者是相互矛盾的，要想保证较低的进气阻力，则必然会使滤清效率降低；而要保持高滤清效率，则会产生较大的进气阻力，另外，进气阻力/压力损失的存在会造成较大的能量损失，从而影响发动机的性能。

压力损失包括两种类型：第一种是局部压力损失，主要是由于过流断面变化（包括断面收缩和扩大）或者流动方向的变化（如弯头）而引起的，因而使得流体发生撞击、分离、漩涡的等现象，产生阻力，造成能量损失；第二种是沿程压力损失，主要是流体流动过程中由于内摩擦力的作用而产生的能量损失。本发明专利涉及的是局部压力损失。

此外，重型卡车要实现大功率输出，必须要增大进气量，因此，很多现今重型卡车用空气滤清器的体积就普遍较大，通过分析发现，滤清器产品结构的设计未充分考虑流体流动特性，只是为了要实现某一功能而未从整体高度设计研发，从而造成产品内部许多结构设计不合理，产生较大的进气阻力，造成很大的能量损失，使发动机整体性能得不到有效提高，严重时甚至会影响其使用寿命。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种结构简单，在保证滤清效率前提下，减少进气阻力，降低能量损失，增大进气量的符合空气流动特性的重型车用空气滤清器。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种符合空气流动特性的重型车用空气滤清器，包括入口部分、粗滤器和精滤器，其特征在于：所述的入口部分包括圆形进气管道、弧形进气管道和进气栅格，进气栅格与粗滤器的壳体为一体式连接，且在下侧加装肋板，进气栅格上布置八根支撑柱；所述的粗滤器包括油池和钢丝滤网，粗滤器的下侧隔板为圆弧，圆弧半径为55-60mm；所述的精滤器包括精滤器一级滤芯和精滤器二级滤芯，精滤器设置在粗滤器出口上端。

其中：

所述的圆形进气管道与粗滤器的拐角为45度，从而入口部分的外部结构更加符合流体流动特性，达到进口冲击小的目的。

所述的弧形进气管道远离和贴近粗滤器一侧的弧形与圆形进气管道均相切，从而避免流体在空气滤清器入口部分拐角处会产生强烈冲击，入口附近的流域内则会产生涡流等现象的发生。

所述的进气栅格上侧均采用倒角结构，当流体在通过进气栅格在圆形进气管道下方附近区域时产生强烈冲击时减小震动和噪音。

所述的肋板布置在三处，分别对应第二支撑柱、第五支撑柱和第八支撑柱，进气栅格相邻两支撑柱之间的进气面积为非均匀排布，在圆形进气管道下方附近区域的第四支撑柱、第五支撑柱和第六支撑柱进气面积最大，并向两侧呈梯度递减，从而使得进气速度均匀。

所述的粗滤器与壳体之间添加橡皮垫，粗滤器与壳体之间贯穿有六个通孔，使外壳体承受入口部分和粗滤器的重量，保证其正常工作。

所述的精滤器出口部分设为圆弧过渡出口，出口直径与二级精滤芯直径尽量相同，原因是减少进出口压差，使得压力分布均匀化，减少出口附近处涡流的存在，改善出口气流的轴向速度分布均匀性，但是考虑到滤芯的固定和发动机进气管道的限制，经实验发现，将出口直径设定为135-145mm（出口直径越小，单位时间内通过滤清器的气体流量越小，其内部压力越大，会对壳体产生强烈的冲击）；且为了使得精滤器进出口压差最小，将进口位置设置为远离出口位置140-150mm处，是因为压差变小，最大速度也会变小，因为由于压差对气流的加速作用，使得气流的势能转化为动能，但由于滤芯的阻流作用，速度越大阻流作用越大，因此使得加速并不明显，从而得到较好的速度均匀性和低压差。

本发明的有益效果是：结构简单，改变了传统空气滤清器的入口部分的外部结构，更符合气流流动特性；改进了拐角的角度，使之更符合来流条件，达到了进口无冲击；精滤器出口直径与二级精滤芯直径尽可能相同，从而减少两边分布的涡流，降低能量损失；在保证滤清效率的前提下，减少进气阻力，增大进气量；造价成本低，便于推广应用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明结构示意图；

附图2为进气栅格结构示意图；

附图3为精滤器（无滤芯）剖面图。

图中：1、入口部分；2、粗滤器；3、精滤器；4、圆形进气管道；5、弧形进气管道；6、进气栅格；7、肋板；8、油池；9、钢丝滤网；10、精滤器一级滤芯；11、精滤器二级滤芯；12、支撑柱；13、通孔。

具体实施方式

附图为本发明的具体实施例。

如图1、图2和图3所示的本发明符合空气流动特性的重型车用空气滤清器，包括入口部分1、粗滤器2和精滤器3，所述的入口部分1包括圆形进气管道4、弧形进气管道5和进气栅格6，进气栅格6与粗滤器2的壳体为一体式连接，且在下侧加装肋板7，进气栅格6上布置八根支撑柱12；所述的粗滤器2包括油池8和钢丝滤网9，粗滤器2的下侧隔板为圆弧，圆弧半径为55-60mm；所述的精滤器3包括精滤器一级滤芯10和精滤器二级滤芯11，精滤器3设置在粗滤器2出口上端。

肋板7布置在三处，分别对应第二支撑柱12、第五支撑柱12和第八支撑柱12，进气栅格6相邻两支撑柱12之间的进气面积为非均匀排布，在圆形进气管道4下方附近区域的第四支撑柱12、第五支撑柱12和第六支撑柱12进气面积最大，并向两侧呈梯度递减，从而使得进气速度均匀；精滤器3出口部分设为圆弧过渡出口，出口直径为135-145mm，精滤器3进口位置设置为远离出口位置140-150mm处。

当气流通过油浴式过滤之后，进入精滤器3过滤，重型汽车用多为多级过滤，精滤器3入口距出口位置的距离对滤清效果有着重要的影响，现今传统的精滤器3入口位置的布置不利于滤清效率的提高，因为大部分气流进入精滤器3后，直接向出口处流动，远离出口处的滤芯基本上起不到作用。本发明可使得精滤器滤芯得到充分的利用，使之气流在进入精滤器3后在两侧产生涡流，增大了有效接触面积，以较低的压力损失为代价获得较高的滤清效率；过滤后的气流通过精滤器3出口流出，进入发动机参与燃烧。

Claims (4)

1.一种符合空气流动特性的重型车用空气滤清器，包括入口部分（1）、粗滤器（2）和精滤器（3），其特征在于：所述的入口部分（1）包括圆形进气管道（4）、弧形进气管道（5）和进气栅格（6），进气栅格（6）与粗滤器（2）的壳体为一体式连接，且在下侧加装肋板（7），进气栅格（6）上布置八根支撑柱（12）；所述的粗滤器（2）包括油池（8）和钢丝滤网（9），粗滤器（2）的下侧隔板为圆弧，圆弧半径为55-60mm；所述的精滤器（2）包括精滤器一级滤芯（10）和精滤器二级滤芯（11），精滤器（3）设置在粗滤器（2）出口上端；所述的圆形进气管道（4）与粗滤器（2）的拐角为45度；所述的弧形进气管道（5）远离和贴近粗滤器（2）一侧的弧形与圆形进气管道（4）均相切；所述的肋板（7）布置在三处，分别对应第二支撑柱（12）、第五支撑柱（12）和第八支撑柱（12），进气栅格（6）相邻两支撑柱（12）之间的进气面积为非均匀排布，在圆形进气管道（4）下方附近区域的第四支撑柱（12）、第五支撑柱（12）和第六支撑柱（12）进气面积最大，并向两侧呈梯度递减。

2.根据权利要求1所述的符合空气流动特性的重型车用空气滤清器，其特征在于所述的进气栅格（6）上侧均采用倒角结构。

3.根据权利要求1所述的符合空气流动特性的重型车用空气滤清器，其特征在于所述的粗滤器（2）与壳体之间添加橡皮垫，粗滤器（2）与壳体之间贯穿有六个通孔（13）。

4.根据权利要求1所述的符合空气流动特性的重型车用空气滤清器，其特征在于所述的精滤器（3）出口部分设为圆弧过渡出口，出口直径为135-145mm，精滤器（3）进口位置设置为远离出口位置140-150mm处。