CN108457769A - 用于内燃机的空气滤清器 - Google Patents

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Abstract

用于内燃机的空气滤清器。空气滤清器的壳体包括：壳体主体，其具有由塑料成形体形成的壁部并且被构造成在壁部的一部分中形成有开口；以及吸附片，其固定至开口的周缘部并且封闭开口。吸附片包括外侧纤维成形体、设置在外侧纤维成形体的内侧的位置的内侧纤维成形体以及吸附剂，该吸附剂位于外侧纤维成形体与内侧纤维成形体之间并且吸附内燃机的燃料蒸气。

Description

用于内燃机的空气滤清器
技术领域
本发明涉及用于内燃机的空气滤清器。
背景技术
用于过滤进气的空气滤清器设置于内燃机的进气通道中(例如，日本特开第2007-32409号公报)。该公开中记载的空气滤清器包括：第一壳体，其具有开口和入口；以及第二壳体，其具有出口和面向第一壳体的开口的开口。另外，过滤器元件设置在第一壳体的开口和第二壳体的开口之间。
该公开的空气滤清器包括位于第二壳体的内表面的用于吸附内燃机的燃料蒸气的吸附构件。在内表面和吸附构件之间存在间隙。具体地，吸附构件具有含有用于吸附燃料蒸气的活性炭等的吸附片和设置在吸附片的周缘的框架。通过将框架固定至从第二壳体的内表面突出的定位销而将吸附构件安装至第二壳体。
利用该公开的空气滤清器，当发动机处于停止状态时，通过进气通道向后流动离开燃烧室的燃料蒸汽被吸附构件吸附。此外，在发动机的操作期间，由吸附构件吸附的燃料成分与进气一起穿过间隙并且被运向燃烧室。这净化了吸附构件，使得吸附性能恢复。
此外，利用上述空气滤清器，由于吸附构件沿着第二壳体的内表面设置，所以进气的流动不太可能受到干扰，并且相比吸附构件沿着进气的流路的截面设置的构造，流动阻力不易增加。
在日本特开第2007-32409号公报记载的空气滤清器的情况中，尽管吸附构件沿着第二壳体的内表面设置，但是需要在吸附构件与第二壳体的内表面之间设置间隙，使得由吸附构件吸附的燃料成分通过进气运走。即，必须将吸附构件配置成与第二壳体的内表面分离。因此，吸附构件干扰进气的流动，并且难以抑制流动阻力的增加。
发明内容
本发明的目的是提供用于内燃机的空气滤清器，其能够在抑制流动阻力增加的同时提高吸附剂的净化性能。
为了实现前述目的，提供一种包括壳体和过滤器元件的用于内燃机的空气滤清器。壳体具有入口和出口。过滤器元件设置在所述壳体中，所述壳体包括：壳体主体，其具有由塑料成形体形成的壁部并且被构造成在所述壁部的一部分中形成有开口；以及吸附片，其固定至所述开口的周缘部并且封闭所述开口。所述吸附片包括：外侧纤维成形体；内侧纤维成形体，其设置在所述外侧纤维成形体的内侧的位置处；以及吸附剂，其位于所述外侧纤维成形体与所述内侧纤维成形体之间并且吸附内燃机的燃料蒸气。
附图说明
图1是示出根据第一实施方式的用于内燃机的空气滤清器的从斜上方观察的立体图。
图2是示出空气滤清器的沿着图1的线2-2截取的截面图。
图3是示出第一实施方式的吸附片的从斜下方观察的立体图。
图4是盖的局部放大截面图，主要示出图2的吸附片。
图5是示出根据第二实施方式的空气滤清器的盖的顶壁的从斜上方观察的立体图。
图6是构成第二实施方式的盖的顶壁的盖主体、内侧纤维成形体和外侧纤维成形体的分解立体图。
图7是示出盖的沿着图5的线7-7截取的截面图。
图8是第一变型例的吸附片的截面图。
图9是第二变型例的吸附片的截面图。
图10是第三变型例的吸附片的截面图。
图11是示出一个变型例的空气滤清器的在与图2相对应的位置处的截面图。
具体实施方式
<第一实施方式>
现在将参照图1至图4说明第一实施方式。
如图1和图2所示，空气滤清器10包括壳体11和过滤器元件50，并且空气滤清器10被安装于车辆内燃机的进气通道中。壳体11具有用于引入进气的入口26和用于排出进气的出口36。过滤器元件50设置于壳体11内部。
如图2所示，壳体11包括机壳20和盖30，盖30与机壳20能够安装和分离。
<机壳20>
如图1和图2所示，机壳20具有开口22、围绕开口22的周壁23、在开口22相对侧的底壁24、遍及开口22的整个周缘形成的凸缘25和从周壁23向外突出的入口26。
在周壁23的一侧(图2中的左侧)的外表面，在沿开口22的周向(以下称为周向)分隔开的位置形成有一对拱形部28。拱形部28向上突出并且均具有接合孔281。在图1和图2中，仅示出了拱形部28中的一者。
在周壁23的与设置有拱形部28的一侧相反的外表面，或者在图2中的右侧，在沿周向分隔开的位置设置有一对支撑部29。支撑部29均可倾斜地支撑夹具70。
机壳20形成为由硬质塑料制成的单个部件。
<盖30>
如图1和图2所示，盖30具有开口32、围绕开口32的周壁33、在开口32的相对侧的顶壁34、遍及开口32的整个周缘形成的凸缘35和从周壁33向外突出的出口36。此外，盖30具有由硬质塑料材料制成的盖主体31。即，盖主体31由塑料成形体形成。出口36安装有用于检测进气流率的空气流量计80。
在周壁33的外表面的与机壳20的拱形部80相对应的位置形成有一对接合突起38。接合突起38分别插入拱形部28的接合孔281并与接合孔281接合。这构成了铰链机构，利用该铰链机构，盖30由机壳20可倾斜地支撑。在图1和图2中，仅示出了拱形部28中的一者和接合突起38中的一者。
在周壁33的外表面的与机壳20的支撑部29(夹具70)相对应的位置形成有一对卡持部39。由支撑部29可倾斜地支撑的夹具70分别钩到卡持部39，从而构成了使盖30固定至机壳20的固定机构。
在本实施方式中，盖主体31具有在顶壁34的一部分中的、在平面图中为矩形形状的开口37。将用于封闭整个开口37的吸附片40固定至顶壁34中的开口37的周缘部371。图2示意性地示出吸附片40及其周围的截面结构。
现在将说明吸附片40的构造。
<吸附片40>
如图3和图4所示，吸附片40包括外侧纤维成形体41、设置于外侧纤维成形体41内侧的内侧纤维成形体43以及配置在外侧纤维成形体41与内侧纤维成形体43之间的吸附剂49。吸附剂49吸收内燃机的燃料蒸气。
纤维成形体41、43均具有由热塑性树脂制成的基础纤维和由熔点比基础纤维的熔点低的热塑性树脂制成的粘结剂纤维。将粘合剂纤维热熔融到基础纤维以将基础纤维中的丝结合在一起。在本实施方式中，将聚对苯二甲酸乙二酯(PET)用作基础纤维，并且将改性PET用作粘合剂纤维。
各纤维成形体41、43中的粘合剂纤维的配比优选为30％至70％。在本实施方式中，将粘合剂纤维的配比设定为50％。
各纤维成形体41、43均通过热压由基础纤维和粘合剂纤维组成的无纺布片而形成。
接下来，将详细地说明外侧纤维成形体41和内侧纤维成形体43。
<外侧纤维成形体41>
如图3和图4所示，外侧纤维成形体41的外周缘42的形状为比开口37的内周缘大的矩形片。
如图4所示，外侧纤维成形体41的外周缘42被盖主体31中的开口37的周缘部371遍及整个周缘地包裹，使得外侧纤维成形体41被固定至盖主体31。
将外侧纤维成形体41的外周缘42的纤维的装填密度(packing density)(压缩度)设定为比外侧纤维成形体41的未被周缘部371包裹的其他部分的纤维的装填密度(压缩度)小。
优选的是，外侧纤维成形体41的单位面积重量为300g/m2至1500g/m2(平方米)。在本实施方式中，将外侧纤维成形体41的单位面积重量设定为800g/m2。
外侧纤维成形体41的厚度优选为0.5mm至3.0mm。在本实施方式中，将外侧纤维成形体41的厚度设定为1.5mm。
<内侧纤维成形体43>
如图3和图4所示，内侧纤维成形体43的外周缘45的形状为比外侧纤维成形体41的外周缘42稍小的矩形片。内侧纤维成形体43在中央部分具有保持部44。保持部44与外侧纤维成形体41以一定距离相对，并且将吸附剂49保持在保持部44和外侧纤维成形体41之间。
使内侧纤维成形体43的外周缘45接合至外侧纤维成形体41的比外侧纤维成形体41的外周缘42更靠开口37内侧的部分，其中外侧纤维成形体41的外周缘42被盖主体31中的开口37的周缘部371包裹。
外侧纤维成形体41和内侧纤维成形体43经由各自的粘合剂树脂接合在一起。
优选的是，内侧纤维成形体43的单位面积重量是30g/m2至150g/m2(平方米)。在本实施方式中，将内侧纤维成形体43的单位面积重量设定为60g/m2。
内侧纤维成形体43的厚度优选为0.1mm至1.5mm。在本实施方式中，将内侧纤维成形体43的厚度设定为0.3mm。
吸附剂49优选为例如粒状活性炭。
在本实施方式中，通过将吸附片40插入盖主体31中使盖主体31形成为单个部件。
<过滤器元件50>
如图2所示，过滤器元件50包括过滤部51和环状密封部52。过滤部51通过将过滤材料片打褶而形成。密封部52设置在过滤部51的周缘处。过滤材料片由例如无纺布或滤纸形成。密封部52由诸如闭孔聚氨酯等的弹性泡沫制成。
在过滤部51容纳于机壳20的开口22与面向开口22的盖30的开口32之间的情况下，通过机壳20的凸缘25和盖30的凸缘35紧密地保持密封部52，使得密封部52抵住盖30地密封。
现在将说明本实施方式的操作。
在发动机停止期间，通过进气通道向后流动离开燃烧室的燃料蒸气通过出口36填充盖30。然后，燃料蒸气被吸附片40的吸附剂49吸附，该吸附片40构成盖30的顶壁34。
在随后的发动机操作期间，通过由于进气管中的负压而通过外侧纤维成形体41从外部吸入的少量空气将由吸附剂49吸附的燃料成分运走。这促进了吸附剂49的净化。
此外，由于吸附片40构成盖30的顶壁34，所以能够通过吸附片40抑制盖30中的流动阻力的增加。
另外，在本实施方式的空气滤清器10中，开口37形成于盖主体31的顶壁34的一部分，并且开口37被吸附片40、即透气纤维成形体41、43封闭。因此，壳体11中的进气噪音的部分声波穿过纤维成形体41、43，抑制了进气噪音的驻波的产生。还能够通过利用进气噪音的声波引起构成纤维成形体41、43的纤维共振来降低进气噪音的能量。因此，能够在通过由塑料成形体形成的周壁33和顶壁34确保盖30的刚度的同时降低进气噪音。
根据上述实施方式的用于内燃机的空气滤清器实现了以下优势。
(1)空气滤清器10的盖30包括盖主体31和吸附片40。盖主体31具有由塑料成形体形成的周壁33和顶壁34。盖主体31被构造成开口37形成于顶壁34的一部分。吸附片40固定至开口37的周缘部371并且封闭开口37。吸附片40包括外侧纤维成形体41、设置于外侧纤维成形体41内侧的内侧纤维成形体43以及配置在外侧纤维成形体41与内侧纤维成形体43之间的吸附剂49。吸附剂49吸附内燃机的燃料蒸气。
由于该构造以上述方式操作，所以能够在改善吸附剂49的净化性能的同时抑制流动阻力的增加。
另外，利用上述构造，能够在通过由塑料成形体形成的周壁33和顶壁34确保盖30的刚度的同时降低进气噪音。
(2)吸附片40设置在构成壳体11的洁净侧的盖主体31上。因此，吸附片40有效地吸附燃料蒸气。
能够想到的是，通过由纤维成形体形成盖的整个壁部来进一步降低进气噪音。
然而，在该情况下，在发动机操作期间，从入口26至出口36的进气的流动可能受到由于进气管中的负压而从外侧穿过纤维成形体流动的空气的干扰。这可能会不利地影响在出口36处检测进气流率的空气流量计80的检测性能。
在这点上，在本实施方式的空气滤清器10中，开口37形成于盖主体31的顶壁34的一部分，并且开口37被吸附片40封闭。此外，吸附片40包括外侧纤维成形体41、吸附剂49和内侧纤维成形体43。因此，在发动机操作期间，通过进气管中的负压从外侧穿过吸附片40而吸入的空气十分有限。因此，能够防止吸入的空气干扰进气从入口26至出口36的流动并且防止吸入的空气不利地影响空气流量计80的检测性能。
(3)内侧纤维成形体43具有保持部44和外周缘45。保持部44与外侧纤维成形体41间隔开距离地相对，并且保持部44和外侧纤维成形体41将吸附剂49保持于其间。外周缘45位于保持部44的外侧并且接合至外侧纤维成形体41。
利用该构造，在内侧纤维成形体43的保持部44与外侧纤维成形体41之间形成用于保持吸附剂49的空间。因此，当内侧纤维成形体43和外侧纤维成形体41接合时，仅需要将内侧纤维成形体43的外周缘45压抵住外侧纤维成形体41，并且几乎不需要对吸附剂49施加负荷。因此，能够可靠地避免吸附剂49的破裂。
(4)外侧纤维成形体41的外周缘42被盖主体31中的开口37的周缘部371包裹，使得外侧纤维成形体41被固定至盖主体31。将外侧纤维成形体41的外周缘42的纤维的装填密度设定为比外侧纤维成形体41的未被周缘部371包裹的其他部分的纤维的装填密度小。
利用该构造，将外侧纤维成形体41的外周缘42的纤维的装填密度设定为比其他部分的纤维的装填密度小。因此，当在插入外侧纤维成形体41的同时利用塑料成形盖主体31时，外侧纤维成形体41的外周缘42更易于被熔融的塑料浸渍。这通过锚固作用将外侧纤维成形体41的外周缘42牢固地接合至盖主体31的开口37的周缘部371。因此，能够将外侧纤维成形体41可靠地固定至盖主体31的周缘部371。
(5)使内侧纤维成形体43的外周缘45接合至外侧纤维成形体41的比外侧纤维成形体41的外周缘42靠开口37的内侧的部分，其中外侧纤维成形体41的外周缘42被盖主体31中的开口37的周缘部371包裹。
当在插入外侧纤维成形体41和内侧纤维成形体43的同时利用塑料成形盖主体31时，熔融状态下的塑料流入外侧纤维成形体41与内侧纤维成形体43之间的间隔，使得存在在外侧纤维成形体41与内侧纤维成形体43之间产生间隙的可能性，并且可能发生剥离。
在上述构造中，由于内侧纤维成形体43的外周缘45未包裹在盖主体31的开口37的周缘部371中，因此避免了发生这种不便。
<第二实施方式>
现在将参照图5至图7说明第二实施方式。
如图5至图7所示，本实施方式的盖主体31具有位于顶壁34的外表面的矩形环状突起372。突起372围绕开口37的周缘部371。利用粘接剂将构成吸附片40的外侧纤维成形体41的外周缘42结合至突起372所围绕的周缘部371的外表面。
本实施方式与第一实施方式的不同之处在于通过均匀地热压形成整个外侧纤维成形体41，以及外周缘42的纤维的装填密度比其他部分的纤维的装填密度小。
如图7所示，内侧纤维成形体43的保持部44的内表面位于盖主体31的顶壁34的与内侧纤维成形体43邻近的部分的内表面的外侧。
根据本实施方式的用于内燃机的空气滤清器实现了以下操作上的优势。
(6)使外侧纤维成形体41的外周缘42接合至盖主体31中的开口37的周缘部371的外表面。
利用该构造，能够使用粘接剂将外侧纤维成形体41的外周缘42、即吸附片40容易地接合至预制的盖主体31的周缘部371的外表面。
利用以上构造，由于吸附片40位于盖主体31的周缘部371的外侧，能够可靠地防止进气管中的负压向下吸吸附片40。
(7)内侧纤维成形体43的内表面位于盖主体31的顶壁34的、与内侧纤维成形体43邻近的部分的内表面的外侧。
利用该构造，由于内侧纤维成形体43的内表面不比顶壁34的内表面进一步地向内突出，所以能够可靠地避免盖30中的流动阻力的增加。
<变型例>
可以对上述实施方式进行以下变型。
在第二实施方式中，内侧纤维成形体43的外周缘45可以与外侧纤维成形体41的外周缘42对齐，并且内侧纤维成形体43的外周缘45可以与盖主体31的开口37的周缘部371的外表面对齐。
在第二实施方式中，内侧纤维成形体43的保持部44的内表面可以与盖主体31的顶壁34的与内侧纤维成形体43邻近的部分的内表面平齐。另外，可以将内侧纤维成形体43的保持部44的内表面设置为比盖主体31的顶壁34的与内侧纤维成形体43邻近的部分的内表面进一步向内突出。即便在这种情况下，与和日本特开第2007-32409号公报中记载的空气滤清器一样的吸附构件被配置成与壳体的内表面分离的构造相比，也能够抑制由吸附片引起的流动阻力的增加。
如图8所示，吸附剂49可以被由玻璃纤维制成的一对网构件(net member)46从外侧和内侧夹在中间，以位于外侧纤维成形体41与内侧纤维成形体43之间。
内侧纤维成形体43可以被形成为袋状并且可以将吸附剂49容纳于内侧纤维成形体43中。即，如图9所示，内侧纤维成形体43具有内部43a和层叠在内部43a外侧的外部43b。在吸附剂49容纳于内部43a和外部43b之间的状态下，内部43a和外部43b的周缘遍及整个周缘地接合在一起。使外部43b的外表面接合至外侧纤维成形体41。
内侧纤维成形体43不必须包括保持部44，该保持部44与外侧纤维成形体41间隔开距离地相对，并且将吸附剂49保持于保持部44和外侧纤维成形体41之间。例如，可以使用图10中示出的构造，其中吸附片140具有外侧纤维成形体141和层叠于外侧纤维成形体141的整个内表面的内侧纤维成形体143。在该情况下，粒状吸附剂49以分散的方式配置在外侧纤维成形体141的内表面与内侧纤维成形体143的外表面之间。
如图11所示，盖主体31的开口37可以从顶壁34至与出口36相对的周壁33地形成，并且可以将吸附片40设置为封闭开口37。在该情况下，由吸附片40构成盖30的壁部的角部的一部分。
此外，如图11所示，机壳20可以具有：壳体21，其具有由塑料成形体形成的壁部并且被形成为具有在壁部的一部分中的开口27；以及吸附片40，其以封闭开口27的方式固定至开口27的周缘部。在该情况下，机壳21具有周壁23、底壁24、凸缘25和入口26，并且被形成为由硬质塑料制成的单个部件。开口27从壳体21的底壁24至与入口26相对的周壁23地形成。使吸附片40固定至周壁23和底壁24中的开口27的周缘部。由吸附片40构成机壳20的壁部的角部的一部分。
在空气滤清器10中，壳体11的角部处的进气噪音的声压趋于高。在这点上，利用上述构造，在壳体21和盖主体31的角部处分别形成开口27、37，并且开口27、37被吸附片40、即透气纤维成形体封闭。这有效地降低了进气噪音。
开口可以形成于壳体21的周壁23和盖主体31的周壁33，并且可以设置吸附片以封闭这些开口。

Claims (7)

1.一种用于内燃机的空气滤清器，其包括:
壳体，其具有入口和出口；以及
过滤器元件，其设置在所述壳体中，其中
所述壳体包括：
壳体主体，其具有由塑料成形体形成的壁部并且被构造成在所述壁部的一部分中形成有开口；以及
吸附片，其固定至所述开口的周缘部并且封闭所述开口，并且
所述吸附片包括：
外侧纤维成形体；
内侧纤维成形体，其设置在所述外侧纤维成形体的内侧的位置处；以及
吸附剂，其位于所述外侧纤维成形体与所述内侧纤维成形体之间并且吸附内燃机的燃料蒸气。
2.根据权利要求1所述的用于内燃机的空气滤清器，其特征在于，
所述壳体包括：
机壳，其具有开口和所述入口；以及
盖，其具有所述出口和面向所述机壳的所述开口的开口，
所述过滤器元件位于所述机壳的所述开口与所述盖的所述开口之间，并且
所述盖包括：
盖主体，其具有由塑料成形体形成的壁部并且被构造成在所述壁部的一部分中形成有开口；以及
所述吸附片。
3.根据权利要求1或2所述的用于内燃机的空气滤清器，其特征在于，所述内侧纤维成形体包括：
保持部，其与所述外侧纤维成形体间隔开距离地相对，并且所述吸附剂被保持在所述保持部和所述外侧纤维成形体之间；以及
外周缘，其位于所述保持部的外侧并且接合至所述外侧纤维成形体。
4.根据权利要求3所述的用于内燃机的空气滤清器，其特征在于，
所述外侧纤维成形体的外周缘被所述壳体主体中的所述开口的所述周缘部包裹，使得所述外侧纤维成形体固定至所述壳体主体，并且
所述外侧纤维成形体的所述外周缘的纤维的装填密度被设定为比所述外侧纤维成形体的未被所述周缘部包裹的其他部分的纤维的装填密度小。
5.根据权利要求4所述的用于内燃机的空气滤清器，其特征在于，所述内侧纤维成形体的所述外周缘接合至所述外侧纤维成形体的比所述外侧纤维成形体的所述外周缘靠所述壳体主体的所述开口的内侧的部分，所述外侧纤维成形体的所述外周缘被所述壳体主体中的所述开口的所述周缘部包裹。
6.根据权利要求3所述的用于内燃机的空气滤清器，其特征在于，所述外侧纤维成形体的所述外周缘接合至所述壳体主体中的所述开口的所述周缘部的外表面。
7.根据权利要求1或2所述的用于内燃机的空气滤清器，其特征在于，所述内侧纤维成形体的内表面与所述壳体主体的所述壁部的和所述内侧纤维成形体邻近的部分的内表面平齐，或者所述内侧纤维成形体的内表面位于所述壳体主体的所述壁部的和所述内侧纤维成形体邻近的部分的内表面的外侧。
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