CN104047776A

CN104047776A - 空气滤清器

Info

Publication number: CN104047776A
Application number: CN201410087664.6A
Authority: CN
Inventors: 丸山和重
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2034-03-11
Also published as: JP5998993B2; CN104047776B; US9180396B2; DE102014204238A1; JP2014177871A; US20140260132A1

Abstract

空气滤清器包括：过滤元件，其包括具有褶的片状过滤材料；壳体，其容纳过滤元件；以及入口和出口，两者设置在壳体的壁上。壳体的壁包括第一壁部和第二壁部，第一壁部和第二壁部彼此相对，第一壁部在褶的脊延伸的方向上配置在过滤元件的一端，第二壁部在褶的脊延伸的方向上配置在过滤元件的另一端。沿着脊延伸的引导片在壳体中设置在入口和过滤元件之间。引导片在引导片和第二壁部之间形成空隙，并且将已通过空隙的空气导向第一壁部。

Description

空气滤清器

技术领域

本发明涉及用于过滤吸入发动机的空气的空气滤清器。

背景技术

空气滤清器需要具有优异的灰尘捕获性能。因为必须减小进气产生的阻力（进气阻力）以提高发动机的输出，空气滤清器还需要具有减小的气流阻力。

例如，在日本特开实用新型第59-107967号公报中公开的空气滤清器中，构造过滤元件的褶的褶部沿着通过入口流入壳体的空气流而延伸。换言之，入口形成于壳体中的如下位置：该位置处入口允许空气在褶的脊的方向上流动。

因而，在上述空气滤清器中，通过入口流入壳体的空气不是垂直地冲击褶部，而是沿着褶部流动。空气通过褶部而不会明显地改变流动方向。结果，减小了空气滤清器的气流阻力，减小了发动机的进气阻力，因而，提高了发动机的输出。

发明内容

在日本特开实用新型第59-107967号公报中公开的空气滤清器中，为了使空气在褶的脊的方向上流动，入口在壳体中的位置被限制。因而，例如，壳体的设计灵活性降低，发动机室中空气滤清器的安装位置的灵活性降低。

因此，本发明的目标为提供一种空气滤清器，其对于入口在壳体中的位置限制低，并且具有高的设计灵活性。

为了实现前述目标，根据本发明的一方面，提供一种空气滤清器，其包括：过滤元件，其包括具有多个褶的片状过滤材料；壳体，其容纳所述过滤元件；以及设置在所述壳体的壁上的入口和出口。所述空气滤清器利用所述过滤元件过滤通过所述入口进入所述壳体的空气，并且从所述出口排出过滤后的空气。所述壳体的壁包括第一壁部和第二壁部，所述第一壁部和所述第二壁部彼此相对，所述第一壁部在所述褶的脊延伸的方向上配置在所述过滤元件的一端，所述第二壁部在所述褶的脊延伸的方向上配置在所述过滤元件的另一端。沿着所述脊延伸的引导片在所述壳体中设置在所述入口和所述过滤元件之间。所述引导片在所述引导片和所述第二壁部之间形成空隙，并且所述引导片将已通过所述空隙的空气导向所述第一壁部。

从以下说明、结合例示出本发明的原理的附图，本发明的其他方面和优点将变得显而易见。

附图说明

以下，参考目前优选的实施方式的说明和附图能够最好地理解本发明以及本发明的目标和优点。

图1A是示出根据本发明的一个实施方式的空气滤清器被切除一部分后的部分立体图；

图1B是图1A的部分放大的立体图；

图2是示出图1A的空气滤清器的截面图；

图3A是示出根据比较例的空气滤清器的截面图；

图3B是图3A的部分放大的截面图；

图4是示出根据本实施方式的空气滤清器的碳尘供给和压力损失和比较例的空气滤清器的碳尘供给和压力损失之间的关系的图；

图5是示出引导片的变形的部分立体图。

具体实施方式

将参考图1A至图4说明根据一个实施方式的空气滤清器10。

本实施方式的空气滤清器10设置在车辆发动机的进气通路，并且过滤通过进气通路吸入发动机的空气。通过过滤从空气中分离的物质除了包括具有相对较大的颗粒直径的灰尘（典型地为空气中的浮物）以外，还包括具有相对较小的颗粒直径的灰尘，诸如包含在汽车废气中的碳尘。

如图1A和图2所示，通过由塑料制成的壳体11构造成空气滤清器10的外壳。壳体11包括壳15和位于壳15的上方的盖16。管状入口17从壳15突出，以便允许包含灰尘的空气流入壳体11。管状出口18从盖16突出，以便允许壳体11内侧的空气流出。入口17、壳体11的内部空间以及出口18形成空气滤清器10中的空气流路。向大气开口的进气管连接到入口17。配置在出口18和发动机的进气端之间的出气管连接到出口18。在本实施方式的空气滤清器10中，以入口17位于上游端而出口18位于下游端的方式形成空气流路。

过滤元件21在壳体11中配置在入口17和出口18之间。通过使滤纸制成的片状过滤材料22生成褶来形成过滤元件21的主要部分。即，在过滤元件21中，以某一宽度折叠片状过滤材料22同时交替折叠方向。在褶的过滤材料22中，相邻折叠线之间的部分将被称作褶部23。此外，相邻褶部23之间的各折叠线将被称作褶的脊L1。过滤材料22的脊L1的方向上的两端为封闭的。

密封构件24在密封构件24包围过滤材料22的状态下安装到褶的过滤材料22的周边部。密封构件24是由诸如橡胶的弹性材料形成的。壳15和盖16在密封构件24处从密封构件24的上侧和下侧将过滤元件21夹在中间。

壳体11的壁包括第一壁部12、第二壁部13以及两个侧壁部14，第一壁部12和第二壁部13彼此相对，第一壁部12在褶的褶的脊L1方向上的一端，第二壁部13在褶的褶的脊L1方向上的另一端，两个侧壁部14彼此相对并且分别配置在褶部23的配置方向的一侧。在本实施方式中，入口17设置在第一壁部12上，出口18设置在一对侧壁部14中的一方。

引导片25在壳体11中设置在入口17和过滤元件21之间。引导片25沿着脊L1延伸到靠近第二壁部13的位置。空隙26形成于引导片25和第二壁部13之间。在本实施方式中，引导片25从壳15的第一壁部12朝向第二壁部13突出，并且与壳15一体地形成。引导片25是中空的。引导片25和第二壁部13之间的距离与空隙26的宽度相对应。空隙26的宽度被设定为在褶的折叠方向（褶部23的配置方向）上是恒定的。此外，引导片25接触或接近侧壁部14。引导片25将通过空隙26的空气导向第一壁部12。引导片25的表面25a面向过滤元件21。表面25a为倾斜的，使得表面25a与过滤元件21之间的距离随着距空隙26的距离的增加而减小。

此外，消音气室27在壳体11中形成于引导片25和入口17之间以及引导片25和壳15的底壁部19之间。

现在将说明如上述构造的空气滤清器10的运行。

如图1A和图2所示，包含灰尘的空气通过入口17从壳体11的外侧流入壳体11中的气室27。气室27是在引导片25的上游的空间。当空气通过过滤元件21的过滤材料22时，包含在空气中的灰尘被过滤材料22捕获。已去除灰尘的清洁空气被吸入壳体11中的过滤元件21的下游的空间，并且通过出口18被吸入到发动机中。

现在，如图3A所示构造的空气滤清器110将作为比较例。根据比较例的空气滤清器110，在壳体111中没有设置引导片。此外，褶没有形成于空气通过入口117进入的空气流动方向上。如图3B所示，在比较例中，当空气通过褶部123时，流动方向改变为与褶部123垂直的方向或接近垂直的方向。这样，由于流动方向在空气通过褶部123时改变为明显不同的方向，产生于过滤元件121的气流阻力增加。

相反地，在本实施方式中，如图1A和图2所示，已通过入口17流入壳体11的气室27的空气通过引导片25和第二壁部13之间的空隙26。已通过空隙26流入引导片25和过滤元件21之间的空间的大部分空气沿着引导片25的面向过滤元件21的表面25a流向第一壁部12。空气的流动方向大致与过滤元件21的褶的脊L1延伸的方向相同。

如图1B所示，空气在沿着脊L1流动的过程期间通过褶部23。同时，防止空气流动相对于构成褶的褶部23明显地改变方向。在图1B中，箭头B1表示通过褶部23之前的空气，箭头B2表示通过褶部23时的空气，箭头B3表示已经通过褶部23之后的空气。如箭头B1、B3所示，空气在通过褶部23之前和通过褶部23之后均大致沿着脊L1流动。此外，当空气通过褶部23时，与如箭头B2所示的空气刚要通过前的状态相比，空气只是略微改变了流动方向。在图1B中，示出两种气流。图1B中近侧的箭头B1、B2、B3示出沿着示出为切除了一部分之后的最近侧的褶部23流动并且通过褶部23的空气。通过结合虚线部分和实线部分形成的近侧的箭头B2示出通过最近侧的褶部23的空气。即，箭头B2的虚线部分表示通过最近侧的褶部23之前的空气，箭头B2的实线部分表示通过最近侧的褶部23之后的空气。

图1B中各对箭头B1、B2、B3中远侧的一方表示沿着没有被切除的远侧的褶部23流动并且通过褶部23的空气。

当空气如上所述的通过褶部23时产生的阻力比在比较例中空气垂直或在类似状态下通过褶部23时的阻力小。

此外，在本实施方式中，引导片25的面向过滤元件21的表面25a为倾斜的，使得表面25a与过滤元件21之间的距离随着距空隙26的距离的增加而减小。这允许在空气沿着引导片25的表面25a朝向第一壁部12流动时，部分空气接近过滤元件21。因而，已通过空隙26的空气的一部分不但在靠近第二壁部13的部分而且在远离第二壁部13的部分、在过滤元件21的附近沿着褶的脊L1流动，并且不明显改变流动方向地通过褶部23。

图4示出灰尘的供给的累积值和压力损失之间的关系的趋势，灰尘在本实施方式中为碳尘，压力损失是在将碳尘供给（混合）到流入空气滤清器10的空气时由过滤元件21引起的压力损失。碳尘供给的累积值与过滤元件21中捕获并且积累的碳尘的量相对应，并且与从开始使用过滤元件21后经过的时间相对应。

从图4显而易见地，随着碳尘供给的增加，本实施方式和比较例的压力损失都增加了。此外，在本实施方式中，在压力损失到达预定值α之前能够供给的碳尘供给A1比比较例中的碳尘供给A2大。这是因为，如上所述，与比较例中的空气滤清器相比，在本实施方式中的空气滤清器，空气通过褶部23时产生的阻力小。即，当空气通过褶部23时的气流阻力越大，并且碳尘的积累量变得越大，压力损失将越大。由于与比较例相比，在本实施方式中气流阻力较小，由气流阻力引起的压力损失减小。这增加了在压力损失到达值α之前能够积累的碳尘的量。

如上所述，允许通过引导片25使空气的流动方向改变为沿着褶的脊L1的方向，引导片25设置在壳体11中的过滤元件21的上游。与日本特开实用新型第59-107967号公报中公开的空气滤清器不同，根据本实施方式的空气滤清器，空气的流动方向不是通过入口17改变为沿着褶的脊L1的方向。因而，能够更自由地设定入口17在壳体11中的位置。为此，在本实施方式中，虽然入口17设置在第一壁部12上，在入口17位于引导片25的上游的情况下，入口17还可以设置在壳体11的另一个壁上，诸如第二壁部13、侧壁14以及底壁部19。同样，也可以更自由地设定入口17相对于壳体11的壁的角度（入口17的方向）。

在发动机的进气噪声通过入口17传输到空气滤清器10的情况下，入口17作为共振管，气室27作为共振室。即，入口17和气室27作为亥姆霍兹共振器。因而，入口17和气室27以噪声的预定频率成分（共振频率）共振，将噪声的声压级减少为共振频率。结果，削弱了发动机的进气噪声。

如上所述的本实施方式具有以下优点。

（1）沿着褶的脊L1延伸的引导片25在壳体11中设置在入口17和过滤元件21之间。引导片25在引导片25和第二壁部13之间形成空隙26，并且导引已通过空隙26的空气朝向第一壁部12。

因而，空气的流动方向能够通过引导片25改变为沿着褶的脊L1的方向。此外，由于能够自由地设置入口17在壳体11中的位置，改善了壳体11的设计的灵活性和发动机室中空气滤清器10的装配位置的灵活性。

此外，空气未明显改变空气的流动方向地通过褶部23。因而，减小空气通过褶部23时的阻力。这增加了压力损失到达预定值α之前的碳尘捕获能力。

在图3A和图3B示出的比较例中，需要增加过滤元件121的尺寸，以增加对碳尘的碳尘捕获能力。这增加了空气滤清器110的成本。相反地，由于碳尘捕获能力如本实施方式中所述地得以增加，与比较例相比，减小了过滤元件21的尺寸，并且降低了成本。

（2）引导片25面向过滤元件21的表面25a为倾斜的，使得表面25a与过滤元件21之间的距离随着距空隙26的距离的增加而减小。

因而，即使在远离空隙26朝向第一壁部12的位置处，已通过空隙26的空气也在褶部23附近沿着褶的脊L1流动。空气通过褶部23时引起的阻力在沿着过滤元件21的脊L1的方向上的较宽范围内减小。

（3）引导片25与壳15的第一壁部12一体地形成。

因而，引导片25容易地形成为壳体11的一部分。在本实施方式中，引导片25和壳15是由塑料形成的，当模制壳15时，引导片25与壳15一起模制而成。

（4）消音气室27在壳体11中形成于引导片25和入口17之间以及引导片25和壳15的底壁部19之间。

因而，通过入口17传输到空气滤清器10的进气噪声通过入口17和气室27的共振作用被削弱。

此外，由于入口17的位置和方向几乎没有限制，所以能自由地设计气室27的体积，有效地降低了期望频率的噪声。

上述实施方式可以做如下修改。

如图5所示，在沿着褶的脊L1的方向上延伸的突起肋28可以设置在引导片25的面向过滤元件21的表面25a上。在这种情况下，已通过空隙26的空气除了允许沿着表面25a流动之外，还允许该空气沿着肋28流动，并且空气的流动方向被更有效地改变为沿着脊L1的方向。

引导片25可以设置在与第一壁部12分开的位置。

引导片25的面向过滤元件21的表面25a可以在沿着脊L1的方向上在任意位置以相同的角度线性地倾斜。只要引导片25和过滤元件21之间的距离随着距空隙26的距离的增加而整体上减小，表面25a可以弯曲以形成凸状或凹状。

只要沿着褶的脊L1朝向第一壁部12引导已通过空隙26的空气，引导片25的表面25a可以形成为与过滤元件21平行。

引导片25可以被构造为与壳15独立的构件。在这种情况下，引导片25可以为中空的或实心的。

对于过滤材料22，可以使用无纺布形成的过滤材料来替代过滤纸。

因此，本示例和实施方式将作为示例性的而不是限制性的，本发明不限于此处给出的详细描述，可以在所附的权利要求的范围和等同范围内进行修改。

Claims

1.一种空气滤清器，其包括：过滤元件，其包括具有多个褶的片状过滤材料；壳体，其容纳所述过滤元件；以及设置在所述壳体的壁上的入口和出口，所述空气滤清器的特征在于

所述空气滤清器利用所述过滤元件过滤通过所述入口进入所述壳体的空气，并且从所述出口排出过滤后的空气，

所述壳体的壁包括第一壁部和第二壁部，所述第一壁部和所述第二壁部彼此相对，所述第一壁部在所述褶的脊延伸的方向上配置在所述过滤元件的一端，所述第二壁部在所述褶的脊延伸的方向上配置在所述过滤元件的另一端，

沿着所述脊延伸的引导片在所述壳体中设置在所述入口和所述过滤元件之间，并且

所述引导片在所述引导片和所述第二壁部之间形成空隙，并且所述引导片将已通过所述空隙的空气导向所述第一壁部。

2.根据权利要求1所述的空气滤清器，其特征在于，所述引导片的面向所述过滤元件的表面倾斜成使得所述表面和所述过滤元件之间的距离随着距所述空隙的距离的增大而减小。