CN1061834A

CN1061834A - 空气滤清器

Info

Publication number: CN1061834A
Application number: CN 90110413
Authority: CN
Inventors: 阿莱克桑德·达维多维奇·尤利斯基; 朱里·伊万诺维奇·格鲁施科夫; 夫拉迪米尔·瓦希利维奇·安德里夫
Original assignee: PROIVODSTVENNOE OBIEDINENIE "VLADIMIRSKY TRAKTORNY ZAVOD"
Current assignee: PROIVODSTVENNOE OBIEDINENIE "VLADIMIRSKY TRAKTORNY ZAVOD"
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1992-06-10

Abstract

本发明涉及发动机制造业技术领域。空气滤清器具有壳体(1)和设置在壳体内的进气管(2)。并形成环形空隙(3)。在空隙(3)中放置主滤清元件(5)，而在靠近进气管(2)的出口孔(13)处，设置辅助滤清元件(14)，按照本发明，元件(14)在表面(16)上有与进气管(2)同轴线的凹穴(15)，凹穴(15)在表面(16)上的尺寸大于进气管(2)的直径。

本空气滤清器最适用于在有油蒸汽和炭黑的恶劣条件下工作的发动机。

Description

本发明与发动机制造业技术领域有关，即与汽车和拖拉机的内燃发动机有关，更准确地说，涉及空气滤清器。

空气滤清器可以在柴油机和气化器发动机上，用来滤去进入发动机的空气中的灰尘，也可以用于其他空气或气体的滤清系统。

本发明的空气滤清器最好用来替代在空气中含有油蒸汽和炭黑的恶劣条件下工作的，有油槽的空气滤清器，或具有纸片滤清元件的干式滤清器。

B.E.马耶夫（B.E.MaeB）、H.H.波诺马列夫（H.H.nOHOMapeB）在“汽车拖拉机发动机的空气滤清器”（“机械制造工业出版社”，1971年出版、莫斯科、第76-77页）中公开了一种滤清器，这种滤清器具有垂直布置的圆筒形壳体，进气管位于壳体中並与其同轴线，在进气管的外表面与壳体的内表面之间形成一环形空隙。在此空隙内放置过滤元件，例如装在刚性的环状被穿有孔的盒子里的锦纶纤维。盒子的高度小于壳体内进气管的长度。沿着空气流动的方向，在装有滤清元件的盒子后面设置出气管，此出气管直接与内燃机的进气管相连。

壳体的下部是它的底，其中盛满了油，並且管道的出气孔的位置高于油面。

在壳体底的油层深处固定了一个与管道同轴线的碗状油槽，此油槽中也装满了油。从进气管流出来的含尘的空气流向下流向油槽，以气流的动压把油层从油槽中压出，並将其喷成雾状。被喷散的油滴与空气流混合，並把滤清元件的下层沾湿。含有灰尘的空气与油接触，油就蒙在尘粒上，与其结合在一起。重的尘粒与过剩的油一起。从滤清元件的表面上又流回壳体的底部。其余的尘粒和空气流一起碰到滤清元件下部浸油层，而沉积在滤清元件的纤维上。

然而，沿表面油的喷溅是不均匀的。当装有上述空气滤清器的汽车或拖拉机在凹凸不平的地形条件行驶时，空气滤清器可能发生倾斜，以致过滤元件的一部分区段浸油过多，而剩下的其余区段却实际上没有沾着油。油沾得少的滤清元件的纤维对于尘粒的阻力就比较小，结果，尘粒便穿过滤清元件而进入发动机，造成发动机过早磨损。而来自沾油很多的纤维上过剩的油也和尘粒一起进入发动机内，对发动机的工作产生不良影响，也造成磨损。

法国专利文献FR.A.1536325中的空气滤清器也是公知的，它具有圆筒形壳体，进气管垂直地布置在壳体内，实际上与壳体同轴线，在进气管的外表面与壳体的内表面之间形成空隙，在此空隙内放置主滤清元件。沿空气流动的方向，在此主滤清元件的后面，设置与内燃机的腔室相连的排气管，而在靠近管道排气孔一侧的壳体下端设置辅助滤清元件。在端面与辅助滤清元件之间的壳体下部放置油。辅助滤清元件上有与进气管同轴线的通孔，其尺寸明显地小于进气管的直径。

在发动机工作时，通过进气管流动的一部分空气流入到辅助滤清元件的通孔中，並流过此孔，碰撞在位于壳体下部的辅助滤清元件下面的油层上。带尘粒的空气的压头相当高，而辅助滤清元件的空隙占其容积的1/2，结果油滴便穿过滤清元件，直接混入从进气管进入主滤清元件的空气流内。

当汽车或拖拉机在凹凸不平的地段上行驶时（一般驾驶时都是这种情况），在上述那种空气滤清器中，辅助滤清元件可以防止过多的油液洒出，从而减少油液进入发动机内。然而，由于油的液面相对于来自进气管的空气流的倾角不断改变，使得油喷洒得不够，並且不均匀，因而主滤清元件上沾的油也不均匀，从而增大了尘粒进入发动机的可能性，也就是降低了空气滤清的效果。此外，当汽车或拖拉机的倾斜角度很大，或者行驶速度急剧变化时，或者当撞上障碍物等情况时，一部分油液会甩出来，通过辅助滤清元件进入主滤清元件，使得主滤清元件吸油过多，而这些油液会和灰尘一起进入发动机内，使发动机产生剧烈的磨损。

所有这些因素都降低了空气滤清器的容尘量，而容尘量是决定滤清元件阻止灰尘数量的。並且，由于在壳体下部有大量的油液存在，就必须严格地垂直安装空气滤清器，然而，从紧凑地安装在汽车或拖拉机的车身里这个角度来看，垂直安装並不总是合理的。

本发明的主要任务就是创造一种空气滤清器，这种空气滤清器的辅助滤清元件的构造和它在空气滤清器的壳体内的布置，能保证增大滤清元件的容尘量而不需向空气滤清器内注入油液，这样，就可以把空气滤清器安装成与水平线成任何角度。

本发明的实质在于，空气滤清器包括有一壳体，进气管设置在该壳体内，实际上与壳体同轴线，在进气管的外表面与壳体内表面之间形成空隙，在此空隙内装有主滤清元件，沿着空气流动的方向，在主滤清元件的后面设置排气管，而在从管道出口孔-侧靠近壳体的端部，设置有辅助滤清元件，按照本发明，在辅助滤清元件上，开设实际上与进气管同轴线的一朝向管道出口孔的凹穴，此凹穴在靠近管道出口孔的表面上的最大尺寸，超过上述进气管的直径。

为了提高滤去空气中灰尘的效率，凹穴在辅助滤清元件表面上的最大尺寸，最好限定在管道直径的1.10～2.45倍的范围内，而凹穴的深度最好限定在管道直径的0.3～4.0倍的范围内。

为了进一步提高滤去空气中灰尘的效率，可以把凹穴的表面制成有交替的凸部和凹部的波纹形表面。

为了简化空气滤清器的制造，最好把辅助滤清元件的高度制成这样，即它朝向管道孔的表面与主滤清元件的朝向凹穴的表面接触。

为了增加辅助滤清元件的容尘量，在辅助滤清元件上加工出穿通的孔道是适合的。

按照本发明所制造的空气滤清器，由于采用了带有实际上与进气管同轴线的凹穴辅助滤清元件，就能提高空气滤清器滤去空气中灰尘的效率，並增加了它的容尘量，因而也就提高了它在最高阻力下的工作寿命。因为，当空气流在凹穴内在离心力的作用下旋转时，大多数尘粒都沉淀在辅助滤清元件中了，从而减少了进入主滤清元件的灰尘。

此外，在辅助滤清元件上有凹穴，就可以有效地除去空气中的灰尘，这样不需要注入油液。而这也使得可以把空气滤清器更紧凑地安装在任何位置上。

根据本发明的这种空气滤清器的结构，能显著地节约油液的消耗。

下面结合附图，详细地说明本发明的具体实施例，但本发明並不只限于这些实施例。

图1表示本发明的空气滤清器总图的纵剖面图;

图2是辅助滤清元件的轴侧视图;

图3是图2中所示的辅助滤清元件实施例的纵剖面图;

图4是本发明的空气滤清器的一个实施例的纵剖视图;

图5是图4中的Y-Y剖面图;

图6是本发明的空气滤清器又一个实施例的纵剖面图。

图1、2中所示的空气滤清器包括有圆筒形壳体1，壳体1用钢板制成，它由可拆卸的两部分1“a”和1“b”组成。在壳体1中，实际上进气管2与壳体同轴线设置，在进气管2的外表面与壳体1的内表面之间形成空隙3。在该空气滤清器的实施例中，进气管2由两段可拆卸的部分2“a”和2“b”组成，在这两部分的接合处用环形密封垫圈4密封，垫圈4用弹性材料例如橡胶制成。在间隙3中设置主滤清元件5，元件5中有纤维组织例如锦纶纤维，装在圆筒形的金属制成的盒6内。盒6内有环形外凸边7，在凸边7上套有V形密封环8。带有密封环8的凸边7的位置正好夹在壳体1的分开的两部分1“a”和1“b”之间，而这两部分例如借助于弹性卡子（图中未表示出）把它们夹紧。

盒6的两端有可让空气沿着箭头A穿过滤清元件5的填料的许多孔洞9。沿着空气流动的方向（箭头A的方向），在滤清元件5的后面，在靠近壳体1的上端10附近装有排气管11，此排气管11与内燃机的进气管连通（图中未表示出）。

在壳体1的另一端12附近，在进气管2的出口孔13一侧设有辅助滤清元件14，它例如用有弹性的、无覆盖层的多孔泡沫聚氨脂泡沫塑料制成。

在辅助滤清元件14上，在朝向管道2的出气孔13的一面加工出有凹穴15，凹穴15实际上与管道同轴线。在辅助滤清元件14靠近管道2的出气孔13的表面16上，凹穴15的最大尺寸D大于管道2的直径d，等于管道2直径d的1.10～2.45倍。

如果辅助滤清元件表面16上的凹穴15的尺寸D达到管道直径d的2.45倍，那么尘粒实际上不会到达凹穴15的壁17。这时，灰尘沉淀在辅助滤清元件14上的效果急剧下降，使得进入到主滤清元件5的灰尘增多。

如果凹穴15在辅助滤清元件14的表面16上的尺寸D，小于进气管2的直径d的1.1倍，则由于凹穴15的表面积不够，此表面将很快被灰尘所堵满，阻碍尘粒渗入到辅助滤清元件14的深处。这样也会使进入到主滤清元件5的灰尘增加。

在本实施例中，凹穴15在表面16上的尺寸D，等于管道2直径d的2倍。

凹穴15的深度H在管道2直径d的0.3～4.0倍范围内。

如果深度H超过管道2直径d的4倍，将使空气滤清器的尺寸显著增大，而尘粒却达不到凹穴15的底部。

如果凹穴15的深度H小于管道2直径d的0.3倍，那么凹穴15的总表面积就不够大。

在本实施例中，凹穴15的深度H等于管道2的直径d。

在主滤清元件5与排气管之间的空隙中，也设置了一个环形的滤清元件19。一般，这个滤清元件19的密实度要大于滤清元件5和14的密实度。

图2中所示的辅助滤清元件14的凹穴15的壁17是倾斜的，加工成向表面16扩展的截面锥形状。但凹穴15可以做成各种不同的形状，例如碗形的，圆筒形的，或复杂形状的等。

在图3所示的辅助滤清元件14的实施例中，凹穴15的壁17′制成有交替的凸部和凹部的波纹形，並且这些凸部和凹部的方向与辅助滤清元件14的表面16的方向平行。

图4、5中所示的空气滤清器的实施例与图1、2中所示的空气滤清器的区别在于，它把相应的主滤清元件5和辅助滤清元件14加工成好象是一个整体，也就是说，辅助滤清元件14的高度H₁是这样来确定的，使它的朝向管道2出气孔13的表面16和主滤清元件5朝向凹穴15的表面20相接触。这时，两个滤清元件5和14放置在一个共同的金属盒6内，盒6中有格栅状的插入物21，用来防止锦纶纤维落入到凹穴15内。在凹穴15的底18上，开有孔21“a”。

在图6所示的空气滤清器中，辅助滤清元件14的凹穴15底部的中央，制成有穿通的孔洞，该孔洞与由壳体1的内壁和辅助滤清元件14的外表面所形成的空间23和由凹穴15所围成的空间相通。

以上我们描述了用来实现本发明的最佳实施例，然而很明显，对于精通本技术领域的技术人员来说，可以在不超出本发明权利要求的各项原则的范围内，对这些实施例进行一些变化。

图1、2中所示的空气滤清器的实施例是按照下述方式工作的。起动汽车或拖拉机的发动机（图中未表示出）。由于通过空气滤清器而与大气相通的内燃机汽缸中的真空，含有灰尘的空气便沿着箭头A的方向被吸入到设置在壳体1内的进气管2中。当空气从进气管2的出口孔13流出时，撞在辅助滤清元件14的凹穴15上，向相反方向流动。此时，一部分空气流Q₁通过凹穴15的能透气的壁17渗入到辅助滤清元件14内，並在元件14内改变方向，从其表面16流出。气流Q₁中的部分尘粒和空气一起深入到滤清元件14。这时，一方面由于一般的过滤作用，另一方面也由于尘粒在滤清元件14靠近壳体1的区域，受到离心力的作用离开了气流路线，尘粒便沉淀下来。

另一部分靠近进气管2内壁的空气流Q₂则沿着最小阻力的路线，流入到进气管2的出口孔13与辅助滤清元件14的凹穴15之间的空隙中。气流Q₂部分中的尘粒由于离心力的作用而脱离它的运动轨道，落在凹穴15的壁17的表面上。为了改善尘粒的沉淀，在装配过程中一般用油把辅助滤清器14浸湿。

为了增强灰尘从气流Q₂部分中沉淀出来的作用，凹穴15的壁17的表面（图3）制成带有凸部和凹部的波纹状。

没有被图1、2中的滤清元件14滤清的尘粒，则冲向主滤清元件5的表面20。所有在空气流Q₁和Q₂部分剩下的尘粒基本上都在主滤清元件5的纤维上沉积下来，而如果有大颗粒尘粒流动，那么在它流动的通道上还会碰到予先用油浸过的滤清元件19。

因此，当空气流进入排气管11时，实际上已经把灰尘完全清除掉。

图4、5中所示的空气滤清器，其工作情况与图1、2中所示空气滤清器相似，所不同的只是它的过滤主要依靠上述用于气流Q₁的机构。滤清元件14最好予先用油浸湿，过剩的油可通过孔21“a”排出。

图6中所示的空气滤清器的工作情况和图1、2、4、5中所示空气滤清器的区别在于，那些最重的尘粒在凹穴15中转变方向时，由于离心力的作用，沿着通道22而落入到由壳体1端部内壁和辅助滤清元件14的表面所围成的空间23中。

所有以上所述的空气滤清器的实施例，在与水平面倾斜成任何角度时，都可以一样工作。曾对本发明的空气滤清器和以前公知的空气滤清器进行了试验台上的试验。

两种进行试验的不同方案的空气滤清器中的主滤清元件5、辅助滤清元件14和滤清元件19的尺寸和构成都相同。在本发明的空气滤清器的辅助滤清元件14中，开有圆筒形凹穴，其直径在进气管直径的1.1～2.45倍范围内，其深度在进气管直径的0.3～4.0倍范围内。

试验在不带发动机的空气滤清器试验台上用空气流进行，气流中含有单位面积率为5600厘米²/克的石英尘粒，通过滤清元件5时，空气流的速度等于2.2米/秒。空气的含尘量为0.4克/米³。

试验表明，本发明的空气滤清器的容尘量（滤清灰尘的数量）比以前公知的空气滤清器多1.2倍，而灰尘的平均通过率，即通过的灰尘量与进入到进气管内的灰尘量的比小于1倍。

Claims

1、一种空气滤清器，它具有壳体(1)，进气管(2)设置在该壳体内，实际上与壳体同轴线，在进气管(2)的外表面与壳体(1)的内表面之间形成空隙(3)，在此空隙(3)内装有主滤清元件(5)，沿着空气流动的方向，在主滤清元件(5)后面设置排气管(11)，而在壳体(1)靠近进气管(2)出口孔(13)一侧的端部(12)设有辅助滤清元件(14)，其特征在于，在辅助滤清元件(14)上开设实际上与进气管(2)同轴线的，朝向进气管(2)的出口孔的凹穴(15)，此凹穴在靠近进气管(2)的出口孔(13)的表面(16)上的最大尺寸D，超过上述进气管的直径d。

2、如权利要求1所述的空气滤清器，其特征在于，凹穴（15）在辅助滤清元件（14）的表面（16）上的最大尺寸D，等于进气管（2）的直径d的1.1～2.45倍，而凹穴（15）的深度等于进气管（2）直径d的0.3～4.0倍。

3、如权利要求1或2所述的空气滤清器，其特征在于，凹穴（15）的表面制成有交替的凸部和凹部的波纹形表面。

4、如权利要求1至3中任一项所述的空气滤清器，其特征在于，辅助滤清元件（14）的高度（H）制成这样，即它朝向进气管（2）的出口孔（13）的表面（16）与主滤清元件（5）上朝向凹穴（15）的表面（20）接触。

5、如权利要求1至4中任一项所述的空气滤清器，其特征在于，在辅助滤清元件（14）上加工有穿通的孔道（22）。