CN108474327B - 空气滤清器 - Google Patents

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Abstract

在空气滤清器(32)中，三个旋风灰尘收集单元(34)以相互平行的关系布置在过滤器灰尘收集单元(35)的一侧。旋风灰尘收集单元沿着过滤器灰尘收集单元的圆周方向布置，并且中心的旋风灰尘收集单元的直径小于定位在中心的旋风灰尘收集单元的任一侧的其余旋风灰尘收集单元的直径，使得灰尘收集单元可以以非常节省空间的方式被容纳在矩形轮廓中。

Description

空气滤清器
技术领域
本发明涉及一种用于内燃发动机的空气滤清器，尤其涉及一种设置有多个旋风灰尘收集单元和过滤器灰尘收集单元的空气滤清器。
背景技术
已知的用于内燃发动机的空气滤清器设置有旋风灰尘收集单元和过滤器灰尘收集单元，该旋风灰尘收集单元和过滤器灰尘收集单元以如下方式串联连接：在旋风灰尘收集单元中将具有相对大的颗粒直径的灰尘从进气中去除，然后将从旋风灰尘收集单元排出的进气输送到过滤器灰尘收集单元以便从所输送的进气中去除具有相对小颗粒直径的灰尘。例如参见JPS61-108861A。根据这种布置，过滤器灰尘收集单元中的过滤器元件的堵塞减少，并且由此能够延长更换过滤器元件的间隔。
然而，在JPS61-108861A所公开的布置中，具有相对大的尺寸的旋风灰尘收集单元从过滤器灰尘收集单元向一侧伸出，并且不期望地增加了空气滤清器的横向尺寸。
发明内容
鉴于现有技术的这种问题，本发明的主要目的是使具有旋风灰尘收集单元和过滤器灰尘收集单元的空气滤清器的尺寸最小化。
根据本发明，这种目的可以通过提供用于内燃发动机(1)的空气滤清器(32)来实现，所述空气滤清器包括：过滤器灰尘收集单元(35)，所述过滤器灰尘收集单元包括环形过滤器元件(43)；以及三个柱形旋风灰尘收集单元(34)，所述三个柱形旋风灰尘收集单元彼此平行地连接到所述过滤器灰尘收集单元的上游侧；其中，所述旋风灰尘收集单元具有中心轴线，所述中心轴线彼此平行并且与所述过滤器灰尘收集单元的中心轴线平行，并且所述旋风灰尘收集单元沿着所述过滤器灰尘收集单元的圆周方向布置在所述过滤器灰尘收集单元的一侧上，中心的所述旋风灰尘收集单元的直径小于定位在中心的所述旋风灰尘收集单元任一侧的其余旋风灰尘收集单元的直径。
由于这种布置，旋风灰尘收集单元可以以紧凑的方式布置，使得空气滤清器的外轮廓可以以有利的方式成形并最小化。典型地，所述旋风灰尘收集单元相对于通过所述过滤器灰尘收集单元的中心轴线和中心的所述旋风灰尘收集单元的中心轴线的纵向线以对称的方式布置和设置尺寸。优选地，所述旋风灰尘收集单元具有与所述过滤器灰尘收集单元的横向宽度大致相等的组合横向宽度。
根据本发明的优选的实施例，所述空气滤清器包括沿所述纵向线伸长的大致矩形的壳体(41、42)，并且所述壳体包括拱形间隔壁(66)，所述拱形间隔壁将所述壳体的内部分隔成第一腔室(70)和第二腔室(75、76)，所述第一腔室限定在所述间隔壁的凹侧以在其中容纳所述过滤器灰尘收集单元，所述第二腔室限定在所述间隔壁的凸侧以在其中容纳所述旋风灰尘收集单元，所述第一腔室和所述第二腔室经由在所述间隔壁的上边缘与所述壳体的上壁的内表面之间限定的通道而彼此连通。
由此，空气滤清器可以具有在大多数应用中优选的矩形构造，并且过滤器灰尘收集单元和旋风灰尘收集单元能够以高效的方式容纳在矩形轮廓中。
根据本发明的特别优选的实施例，每个旋风灰尘收集单元包括：空气喷射管道(44C)，所述空气喷射管道限定与所述第一腔室的位于所述环形过滤器元件的外部的部分连通的通道；进气口(31)，所述进气口形成在所述壳体中并与所述第二腔室的位于所述空气喷射管道的外部的部分连通；导向叶片(44D)，所述导向叶片设置在所述空气喷射管道的下部的外周边与由所述间隔壁和所述壳体提供的周围壁之间限定的环形间隙中；以及分离腔室(45C)，所述分离腔室连接到所述空气喷射管道的下端并且经由所述导向叶片而与所述第二腔室的位于所述空气喷射管道的外部的部分连通；灰尘喷射孔(45D)，所述灰尘喷射孔形成在所述分离腔室的下端。
这种布置允许用于构建旋风灰尘收集单元的部件的数量被最小化。
优选地，所述空气喷射管道设置在共同的板状通道构件上，如此使得每个空气喷射管道都被放置在形成于所述通道构件中的相应的孔中并且经由所述导向叶片连接到所述孔的内圆周表面，并且所述空气喷射管道的上端邻接由所述间隔壁的上端和所述壳体的相应部分共同限定的上肩部表面。
由此，能够简化用于旋风灰尘收集单元的空气喷射管道的制造和组装。
优选地，所述三个旋风灰尘收集单元的分离腔室分别由从共同的凸缘向下突出的三个杯构件限定，并且所述共同的凸缘的上端邻接由所述间隔壁的竖直中间部分、所述壳体的另一个相应部分和所述通道构件的下表面的周边部分限定的下环形肩部表面，如此使得与所述空气喷射管道和所述导向叶片结合的所述通道构件设置于环形上肩部表面与所述共同的凸缘的上端之间。
由此，可以简化限定用于旋风灰尘收集单元的分离腔室的杯构件的制造和组装。
典型地，所述壳体的底壁的位于所述环形过滤器元件的中心的部分形成有出气口。
因此，在本发明的最优选的实施例中，从进气口引入的空气向下穿过导向叶片，并且在到达分离腔室之后通过空气喷射管道向上流动，使得相对重的颗粒落入分离腔室中。已经通过空气喷射管道向上流动的空气被引入第二腔室中，并且在穿过过滤器元件之后经由形成在壳体的底壁中的出气口而从空气滤清器排出。收集在分离腔室中的灰尘从灰尘喷射孔排出。
附图说明
图1是设置有体现本发明的空气滤清器的通用发动机的侧视图。
图2是发动机的平面图。
图3是沿着图1中的线III-III截取的剖视图。
图4是空气滤清器的分解透视图。
图5a是空气滤清器的通道构件的透视图，图中省略了其凸缘部分。
图5b是通道构件的平面图，图中省略其凸缘部分。
图6是空气滤清器的竖直剖视图。
图7是沿着图6中的线VII-VII截取的剖视图。
图8是沿着图6中的线VIII-VIII截取的剖视图。
图9是示出吸入流速及除尘率与导向叶片的安装角的关系的曲线图。
图10是示出装配有图中所示的实施例的发动机的混凝土切割机的简化侧视图。
具体实施方式
下面参考附图描述本发明的优选的实施例。
如图1至图3所示，发动机1由单气缸发动机构成，该单气缸发动机包括具有向后倾斜的气缸轴线的发动机主体2。发动机主体2包括：曲轴箱4，该曲轴箱在内部限定曲轴箱腔室3；气缸体6，该气缸体从曲轴箱4的上后部沿向后和向上方向延伸并且在内部限定与曲轴箱腔室3连通的气缸5；气缸盖7，该气缸盖连接到气缸体6的上端并封闭气缸5的上端；以及盖罩9，该盖罩连接到气缸盖7以与气缸盖7一起限定气门致动腔室。横向延伸的曲轴10由曲轴箱4可旋转地支撑，并且经由连接杆12连接到曲轴10的活塞13容纳在气缸5中，以便以本身已知的方式沿着气缸轴线往复运动。在曲轴箱4的底部分设置有多个腿部14，用以将发动机主体2支撑在利用发动机1的动力的装置的发动机架上。
气缸盖7形成有进气端口15和与气缸5连通的排气端口16。进气端口15从气缸5向右延伸并且在气缸盖7的右侧面上开口，并且排气端口16从汽气缸5向左延伸并且在汽气缸盖7的左侧面上开口。进气端口15和排气端口16分别设置有进气门18和排气门19，该进气门和排气门由曲轴10经由主要放置在气门致动腔室中的气门致动机构17来致动。气门致动机构17可以由本身已知的OHV(顶部气门)机构构成。
曲轴10的左端和右端从曲轴箱4的侧壁伸出并向外突出。曲轴10的左端对应于发动机1的输出端，并且曲轴10的右端装配有由盘构件构成的飞轮21。飞轮21的外端表面或右端表面设置有多个叶片21A，从而形成用于冷却发动机1的离心式风扇。
曲轴箱4和气缸体6的右侧端部由发动机罩23覆盖，该发动机罩与曲轴箱4和气缸体6一起限定冷却空气通道22，并且飞轮21容纳在该冷却空气通道22中。发动机罩23的前边缘和下边缘定位成邻近曲轴箱4的外表面，并且发动机罩23的上边缘和后边缘定位成邻近气缸盖7。发动机罩23虽然沿着飞轮21和相关的部件以相对小的间隙延伸，但是限定了在前后方向上延伸并且围绕设置有散热片的气缸体6的相对大的横截面积的气流通道。冷却空气出口23A由发动机罩23的上后边缘与气缸体6之间的间隙限定。与飞轮21同心相对的环形区域形成有多个用作冷却空气入口23B的通孔。因此，当发动机1运转并且飞轮21旋转时，冷却空气经由冷却空气入口23B而被引入冷却空气通道22中，并且在如图3中的白色箭头所示的沿向上和向后的方向从冷却空气出口23A被排出之前沿向后的方向流动。
发动机罩23装配有反冲起动器25，该反冲起动器包括：滑轮25A，该滑轮被同轴地并且可旋转地支撑在发动机罩23的背侧上；绳25B，该绳的一端附接到滑轮25A并卷绕滑轮25A；把手25C，该把手附接到绳25B的穿过形成在发动机罩23中的小孔的外端；螺旋弹簧25D，该螺旋弹簧设置于发动机罩23和滑轮25A之间，以沿将绳25B卷绕在滑轮25A上的方向对滑轮25A施力；单向离合器25E，该单向离合器将扭矩从滑轮25A传递到飞轮21，但不沿相反的方向传递。把手25C被定位成使得绳25B可以沿滑轮25A的沿向后和向上方向导向的切线方向被拉动。
大致矩形的燃料箱27由曲轴箱4经由支撑臂(未编号)支撑，以便被定位在曲轴箱4和发动机罩23的上方。燃料箱27的横向宽度大致等于曲轴箱4和发动机罩23的组合的横向宽度，从而可以共同限定大致矩形的外部轮廓。
与排气端口16连通的排气系统28连接到气缸盖7的左侧。排气系统28在内部限定排气通道，并且消声器28A连接到其下游端。消声器28A被大致矩形的保护罩28B包围，并且被定位在气缸盖7的上方并且到燃料箱27的左半部的后部，使得排出的气体沿向后的方向被排出。
与进气端口15连通的进气系统30连接到气缸盖7的右侧。进气系统30在内部限定进气口通道。具有进气口31的空气滤清器32连接到进气口通道的上游端，并且汽化器33连接在空气滤清器32和进气端口15之间。汽化器33定位到气缸盖7的右边并且到发动机罩23的后部。空气滤清器32定位在气缸盖7的上方和右边，并且在汽化器33的上方。另外，空气滤清器32定位到燃料箱27的右半部的后部以及消声器28A的右边。空气滤清器32、消声器28A(保护罩28B)和燃料箱27共同限定发动机1的大致水平的上部轮廓。
如图4至图8所示，空气滤清器32包括三个相互平行地连接到进气口31的旋风灰尘收集单元34和连接到旋风灰尘收集单元34的下游端的过滤器灰尘收集单元35。每个旋风灰尘收集单元34都将供应的空气引导成螺旋流动，并且利用离心力从空气中分离出灰尘。过滤器灰尘收集单元35通过过滤从已经通过旋风灰尘收集单元34的空气中进一步分离出灰尘。
如图4所示，空气滤清器32包括基座构件41、罩构件42、过滤器元件43、通道构件44和壳体构件45。基座构件41、罩构件42和过滤器元件43共同形成过滤器灰尘收集单元35。罩构件42、通道构件44和壳体构件45共同形成旋风灰尘收集单元34。通道构件44和壳体构件45共同形成各个旋风灰尘收集单元34的主体。
如图4和图6所示，基座构件41竖直地延伸，并限定平面基座壁41A。基座构件41在内部限定了竖直延伸的出口通道41B。出口通道41B的上端由设置在基座壁41A的中心的圆形开口形成，并且出口通道41B的下端在基座构件41的下前部开口。基座壁41A被具有规定高度的竖直延伸的环形周边壁41C围绕，并且周边壁41C包括：沿着基座壁41A的后边缘在横向方向上线性延伸的后段、沿基座壁41A的任一侧在前后方向上线性延伸的一对侧段、以及沿着与出口通道41B的上端同心的圆弧延伸的前段。周边壁41C的上端设置有沿其整个长度延伸的接合凹槽41D。柱形壁41E从基座壁41A的围绕出口通道41B的部分突出，该柱形壁41E高于周边壁41C。连接轴41F的下端固定到在基座构件41的竖直中间部分中水平延伸的内壁，并且竖直地延伸穿过出口通道41B的上端的中心。连接轴41F从基座壁41A延伸出规定的长度，并在其上端部设置有阳螺纹。
如图1所示，基座构件41的右下部设置有开口59，用以使阻流杆57和燃料切断气门杆58通过，该阻流杆57用于操作汽化器33的阻流气门(未图示)，该燃料切断气门杆58用于选择性地切断燃料箱27与汽化器33之间的连通。阻流杆57和燃料切断气门杆58从发动机1的右侧突出。
因此，把手25C、阻流杆57和燃料切断气门杆58定位成对于发动机1的站立在发动机1的右边和后部的操作者而言是最佳地可触及的。
过滤器元件43包括柱形和环形的第一过滤器元件43A和同心地定位在第一过滤器元件43A外部的柱形和环形的第二过滤器元件43B。第一过滤器元件43A和第二过滤器元件43B通过其第一轴向端部处的第一端板47并且通过其第二轴向端部处的第二端板48而彼此连接。端板47和48中的每一个由圆盘形成，并且从其相应的端部封闭第一过滤器元件43A和第二过滤器元件43B的内部。第一端板47在中心形成有第一开口47A，并且第二端板48也在中心形成有大体上较小的第二开口48A。过滤器元件43定位在基座壁41A的顶部上，使得柱形壁41E配合到第一开口47A中，并且连接轴41F在中心穿过第二开口48A延伸。环形的第一密封构件51被装配在柱形壁41E上，使得第一端板47的下表面和基座壁41A彼此邻接，以便从过滤器元件43的外部密封第一开口47A。环形的第二密封构件52被放置在第二端板48的环绕第二开口48A的部分上，并且连接轴41F穿过第二密封构件52的中心开口，从而以气密方式封闭第二开口48A。第一翼形螺母54被拧到连接轴41F的阳螺纹上，并经由垫圈53而与第二密封构件52的上表面相邻接，使得第一端板47、第二端板48和过滤器元件43稳固地固定到基座构件41。
如图4以及图6至图8所示，罩构件42包括矩形上壁61和从上壁61的矩形外边缘下垂的管状侧壁，该侧壁包括前壁62、后壁63、左侧壁64和右侧壁65。罩构件42还包括在左侧壁64和右侧壁65之间延伸的间隔壁66。间隔壁66的上边缘与上壁61隔开。间隔壁66的下边缘与侧壁的位于间隔壁66后面的部分(后壁63、左侧壁64的后部和右侧壁65的后部)的下边缘大致处于相同的高度。侧壁的其余部分(前壁62、左侧壁64的前部和右侧壁65的前部)的下边缘位于比侧壁的位于间隔壁66后面的部分的下边缘更高的高度处。换句话说，与侧壁的后下部相对地，侧壁的前下部被切除。
侧壁的后部、间隔壁66和上壁61共同限定了沿向下方向开口的凹部或过滤器腔室70，并且基座构件41的基座壁41A用作过滤器腔室70的底壁。侧壁的位于间隔壁66后面的部分的下边缘与基座构件41的周边壁41C的上边缘的形状相同，并且装配到形成在基座构件41的周边壁41C的上边缘中的接合凹槽41D中。连接轴41F的上端延伸穿过形成在上壁61中的开口61A，并且从罩构件42向上突出。拧到连接轴41F的阳螺纹上的第二翼形螺母68将罩构件42稳固地固定到基座构件41上。
由侧壁的后部、间隔壁66和上壁61共同限定的过滤器腔室70在其中容纳过滤器元件43。间隔壁66具有形成为以过滤器元件43的中心轴线或连接轴41F的中心轴线为中心的弧形的弯曲形状，并且与过滤器元件43的外圆周表面隔开。
间隔壁66的上边缘设置有沿向前方向突出并且沿间隔壁66的长度延伸的凸缘66A。凸缘66A的下表面限定平面肩部表面。在平面图中弯曲以具有大体沿向前方向延伸的三个凸起部(lobe)的通道壁71从上壁61的下表面的前部或上壁61的下表面的位于间隔壁与前壁62之间的部分下垂。通道壁71的两个横向端沿向后方向延伸并且连接到间隔壁66。凸缘66A和通道壁71共同限定竖直延伸的连通通道72，并且凸缘66A的下表面和通道壁71的下边缘共同限定了面向下方的连续的环形肩部表面73。
上壁61和通道壁71共同限定沿向后方向和向下方向都开口的连接腔室75。因为连接腔室75从过滤器腔室70的上前端沿向前方向延伸，所以连接腔室75可以被认为是过滤器腔室70的延伸部。通道腔室76由前壁62、间隔壁66、左侧壁64的前部和右侧壁65的前部限定。
进气口31形成在前壁62中，并与通道腔室76连通。在图中所示的实施例中，进气口31沿前后方向穿过前壁62，并且由形成网眼的大量小孔形成。
如图4至图8所示，通道构件44设置有水平延伸的板状基座部分44A以封闭通道腔室76的下端。基座部分44A设置有与通道腔室76的横截面形状一致的线性前边缘和拱形后边缘。特别地，后边缘的横向端部分与后边缘的中间部分相比向后突出。沿横向方向布置的三个圆形孔44B穿过基座部分44A。中间的圆形孔44B的直径比其余两个直径较大的圆形孔44B的直径相对小，并且其余两个圆形孔44B关于穿过中间的圆形孔44B的中心轴线以及过滤器元件43A和43B的中心轴线的线对称布置。
空气喷射管道44C位于每个圆形孔44B的中心，并且由基座部分44A经由在空气喷射管道44C的外圆周表面与相应的圆形孔44B的相对的内圆周表面之间径向地延伸的多个导向叶片44D支撑。因此，在全部以同心的方式布置的空气喷射管道44C与圆形孔44B之间限定了环形进气口通道44E。每个导向叶片44D相对于进气口通道44E的轴线倾斜，如此使得当从上方观察时，在进气口通道44E中向下流动的空气围绕进气口通道44E的中心轴线沿顺时针方向旋转。
空气喷射管道44C的上端共同连接到限定水平上表面的凸缘44F。凸缘44F的上表面的周边部分邻接罩构件42的肩部表面73和间隔壁66，使得每个空气喷射管道44C的内部都与连接腔室75连通，并且通道腔室76通过空气喷射管道44C而与连接腔室75分隔开。在图中所示的实施例中，基座部分44A、导向叶片44D和空气喷射管道44C由整体模制的塑料构件形成，并且凸缘44F由单独模制的塑料构件形成。空气喷射管道44C的上端以气密方式压配入、焊接到或以其他方式连接到凸缘44F的相应的孔。替代性地，基座部分44A、导向叶片44D、空气喷射管道44C和凸缘44F由整体模制的塑料构件形成。
如图4和图6所示，壳体构件45包括：上板部分45A，该上板部分具有邻接基座部分44A的下表面的上表面；以及三个杯部分45B，这三个杯部分在与各进气口通道44E的下端对应的位置向下凹进并且向上开口。每个杯部分45B可以设置有具有向下渐缩的圆锥形状。上板部分45A的周边部分稍微超出基座部分44A的周边边缘向外延伸。在前壁62的后表面、左侧壁64的右表面、右侧壁65的左表面和间隔壁66的前表面中形成面向下方的环形肩部表面78。利用上板部分45A的上表面的周边部分与肩部表面78紧密接触，多个螺钉82穿过形成在上板部分45A和基座部分44A的周边部分中的孔，并且拧入稳固地固定在前壁62和间隔壁66上的相应的板螺母81中。因此，壳体构件45和通道构件44稳固地固定到罩构件42上。这样，通道构件44设置在由通道壁71的下表面和凸缘66A的下表面共同限定的肩部表面73与上板部分45A的上表面之间。
每个杯部分45B的内部都限定分离腔室45C，并且每个杯部分45B的底部分的周边左前部形成有切向地延伸的灰尘喷射孔45D。壳体构件45由透明塑料材料制成，使得分离腔室45C的内部从外部可见。
如图4至图8所示，三个旋风灰尘收集单元34由相应的进气口通道44E、导向叶片44D以及由通道构件44和壳体构件45形成的空气喷射管道44C形成。三个旋风灰尘收集部件单元34横向地排布，并且中间的旋风灰尘收集单元34相对于横向方向定位在基座部分44A的中心，而其余两个旋风灰尘收集单元34相对于中心的旋风灰尘收集单元34彼此对称地定位。中心的旋风灰尘收集单元34的中心轴线和过滤器元件43的中心轴线位于空气滤清器的沿前后方向延伸的中心线上。在每个旋风灰尘收集单元34中，圆形孔44B、进气口通道44E、分离腔室45C和空气喷射管道44C彼此同轴地设置。三个旋风灰尘收集单元34位于空气滤清器32的前端，三个旋风灰尘收集单元34的中心轴线与过滤器元件43的轴线平行地延伸并且沿着过滤器元件43的圆周方向布置。
中心的旋风灰尘收集单元34具有比其余两个旋风灰尘收集单元34更小的直径，如此使得在空气滤清器32的矩形外部轮廓与过滤器元件43的圆形外部轮廓之间限定的空间可以被充分利用。每个旋风灰尘收集单元34的进气口通道44E、空气喷射管道44C以及杯部分45B的尺寸与旋风灰尘收集单元34的整体直径成比例。
如图7和图8所示，中心的旋风灰尘收集单元34的中心轴线和过滤器元件43的中心轴线相互平行地竖直延伸，并且位于空气滤清器32的沿前后方向延伸的中心线上。三个旋风灰尘收集单元34的前端相对于前后方向彼此对齐，同时中心的旋风灰尘收集单元34的中心轴线相对于其余旋风灰尘收集单元34的中心轴线沿向前方向偏移。因此，中心的旋风灰尘收集单元34的后端相对于其余旋风灰尘收集单元34的后端沿向前方向显著地偏移。
三个旋风灰尘收集单元34的组合横向宽度大致等于罩构件42的内部横向宽度(左侧壁64与右侧壁65之间的距离)。在优选的实施例中，三个旋风灰尘收集单元34的组合横向宽度大致等于过滤器元件43的直径。
如图1和图2所示，空气滤清器32的后端相对于前后方向位于与发动机主体2的后端大致相同的位置。消音器28A的保护罩28B的后端也相对于前后方向位于与发动机主体2的后端大致相同的位置。空气滤清器32的右端定位成稍微到达发动机罩23的右端的左边。空气滤清器32的上端位于与燃料箱27的上端大致相同的高度处。换句话说，空气滤清器32被定位成不突出超过发动机1的总体矩形外部轮廓。
下面讨论上述空气滤清器32的运转的模式。在发动机1运转期间，在气缸5中产生的负压被传递到出口通道41B中，使得进气经由进气口31被吸入空气滤清器32的通道腔室76中。被引入通道腔室76中的进气穿过旋风灰尘收集单元34中的一个。在每个旋风灰尘收集单元34中，随着空气从进气口通道44E向下流动到分离腔室45C，导向叶片44D产生当从上方观察时沿顺时针方向转动并以旋风灰尘收集单元34的轴向中心为中心的旋流。在分离腔室45C中，空气中的灰尘通过离心力而被径向地向外推动，并且落下以从灰尘喷射孔45D排出到外部，而没有灰尘的空气从分离腔室45C经由空气喷射管道44C向上流动到连接腔室75。已经穿过旋风灰尘收集单元34的空气在连接腔室75中合流并且流入过滤器灰尘收集单元35的过滤器室70。在过滤器室70中，空气沿径向向内的方向穿过过滤器元件43，并且空气中的异物被过滤器元件43捕获。已经穿过过滤器元件43的空气经由出口通道41B被输送到汽化器33。
在图中所示的实施例中，在每个进气口通道44E中有八个导向叶片44D，这些导向叶片沿圆周方向以规则间隔布置。当沿轴向方向观察时，导向叶片44D以不重叠的关系布置，以便于制造。每个导向叶片44D相对于与轴线垂直的水平面的角度(安装角)在30度至37度的范围内。图9示出了与此安装角相关的空气流速及除尘率的变化。该曲线图是通过基于以下假设的计算分析而获得的：叶片44D的外径、内径和长度分别为40mm、27mm和10mm，空气喷射管道44C的内径和长度分别为24mm和34mm，分离腔室45C的直径和长度分别为40mm和40mm，并且空气喷射管道的下游侧的压力为-400Pa。从图9中可以看出，随着导向叶片44D的安装角的增大，空气流速增大，这大概是因为导向叶片44D的流动阻力随着安装角的增大而减小。同时，当安装角小于37度时，除尘率相对于安装角大致恒定，但是随着安装角增大超过37度，除尘率开始急剧下降。可以推测，增大安装角减小了穿过进气口通道44E的空气的圆周速度，并且因此减小了在将灰尘与空气分离方面有效的离心力。基于这些因素，考虑到在保持相对高的空气流速的同时实现高的除尘率，优选的是增大导向叶片44D的安装角而不超过37度，并且例如从30度至37度的范围中选择安装角。
因为图中所示的实施例的空气滤清器32为设置有环形过滤器元件43的单个过滤器灰尘收集单元35设置有三个旋风灰尘收集单元34，并且中间的旋风灰尘收集单元34的直径小于其余任一侧的旋风灰尘收集单元34的直径，所以过滤器灰尘收集单元35和旋风灰尘收集单元34可以以有效的方式被容纳在矩形空间中，并且这有助于具有规定的性能水平的空气滤清器的紧凑设计。由于空气滤清器32的外部轮廓是矩形的，所以发动机1的各种相关部件(例如燃料箱27和消声器28A)的布局可以被优化，并且发动机1可以被设计成非常紧凑的单元。
因为旋风灰尘收集单元34的灰尘喷射孔45D全部沿右前方向定向，所以从各个灰尘喷射孔45D排出的灰尘能够被顺利地引导从发动机1的一侧离开，而不会使各个灰尘流互相干扰。从旋风灰尘收集单元34排出灰尘的右前方向背离发动机1的操作者所处的右后方向，以便从旋风灰尘收集单元34排出的灰尘不会给操作员造成不适。
因为冷却空气出口23A定位在旋风灰尘收集单元34下方，并且因此沿着发动机主体2的上表面产生气流，所以防止了从旋风灰尘收集单元34排出的灰尘沉积在发动机主体2的上表面上。
根据图中所示的实施例，因为旋风灰尘收集单元34是通过组合三个部件罩构件42、通道构件44和壳体构件45而形成的，所以能够简化旋风灰尘收集单元34的组装和拆卸。当壳体构件45由透明材料制成时，可以从外部目视地检查收集在每个分离腔室45C中的灰尘的量。
例如，如上所述构造的发动机1可以有利地应用于混凝土切割机100。如图10所示，混凝土切割机100包括：框架101，该框架沿前后方向延伸；一对轮102，这一对轮设置在框架101的后端中；切割盘103，该切割盘由框架101的前端支撑以便能够绕横向延伸的旋转中心线旋转；切割盘罩104，该切割盘罩附接到框架101以覆盖切割盘103的上部；以及水箱，该水箱被支撑在框架101的后部的顶部上。发动机1以曲轴10横向延伸的方式被支撑在框架101的前部的顶部上，并且曲轴箱4位于气缸盖7之前。发动机1的曲轴10的输出端经由的动力传递装置106(诸如传动带滑轮系统)连接到切割盘103的中心轴。在图中所示的实施例的发动机1中，空气滤清器32被定位成不从发动机主体2的后端突出。因此，发动机1的前后长度可以被最小化。因此，即使当水箱105被定位在框架101的后部并且可用于发动机1的空间可能受到限制时，也可以以空间上有效的方式将发动机安装在框架上。
本发明的空气滤清器对于发动机1可能经受多尘环境的应用(如混凝土切割机的情况)是特别有利的。在空气滤清器32中使用旋风灰尘收集单元34在将新鲜进气引入过滤器元件之前收集灰尘是非常有效的，从而可以延长过滤器元件的使用寿命，并且可以在延长的时间段内维持发动机1的性能，而不需要频繁更换过滤器元件和相关花费。
尽管已经根据本发明的优选的实施例描述了本发明，但是对于本领域的技术人员明显的是，在不脱离随附的权利要求书中阐述的本发明的范围的情况下，可以进行各种改变和修改。本申请的巴黎公约优先权要求的原始日本专利申请的内容以及本申请中提到的现有技术参考文献的内容以引用的方式并入本申请中。

Claims (7)

1.一种用于内燃发动机的空气滤清器，包括：
过滤器灰尘收集单元，所述过滤器灰尘收集单元包括环形过滤器元件；以及
三个柱形旋风灰尘收集单元，所述三个柱形旋风灰尘收集单元彼此平行地连接到所述过滤器灰尘收集单元的上游侧；
其中，所述旋风灰尘收集单元具有中心轴线，所述中心轴线彼此平行并且与所述过滤器灰尘收集单元的中心轴线平行，并且所述旋风灰尘收集单元沿着所述过滤器灰尘收集单元的圆周方向布置在所述过滤器灰尘收集单元的一侧上，中心的所述旋风灰尘收集单元的直径小于定位在中心的所述旋风灰尘收集单元任一侧的其余旋风灰尘收集单元的直径，
所述空气滤清器包括沿所述纵向线伸长的大致矩形的壳体，并且所述壳体包括拱形间隔壁，所述拱形间隔壁将所述壳体的内部分隔成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室限定在所述间隔壁的凹侧以在其中容纳所述过滤器灰尘收集单元，所述第二腔室限定在所述间隔壁的凸侧以在其中容纳所述旋风灰尘收集单元，所述第一腔室和所述第二腔室经由在所述间隔壁的上边缘与所述壳体的上壁的内表面之间限定的通道而彼此连通。
2.根据权利要求1所述的空气滤清器，其中，所述旋风灰尘收集单元相对于通过所述过滤器灰尘收集单元的中心轴线和中心的所述旋风灰尘收集单元的中心轴线的纵向线以对称的方式布置和设置尺寸。
3.根据权利要求2所述的空气滤清器，其中，所述旋风灰尘收集单元具有与所述过滤器灰尘收集单元的横向宽度大致相等的组合横向宽度。
4.根据权利要求1所述的空气滤清器，其中，每个旋风灰尘收集单元包括：空气喷射管道，所述空气喷射管道限定与所述第一腔室的位于所述环形过滤器元件的外部的部分连通的通道；进气口，所述进气口形成在所述壳体中并与所述第二腔室的位于所述空气喷射管道的外部的部分连通；导向叶片，所述导向叶片设置在所述空气喷射管道的下部的外周边与由所述间隔壁和所述壳体提供的周围壁之间限定的环形间隙中；以及分离腔室，所述分离腔室连接到所述空气喷射管道的下端并且经由所述导向叶片而与所述第二腔室的位于所述空气喷射管道的外部的部分连通；灰尘喷射孔，所述灰尘喷射孔形成在所述分离腔室的下端。
5.根据权利要求4所述的空气滤清器，其中，所述空气喷射管道设置在共同的板状通道构件上，如此使得每个空气喷射管道都被放置在形成于所述通道构件中的相应的孔中并且经由所述导向叶片连接到所述孔的内圆周表面，并且所述空气喷射管道的上端邻接由所述间隔壁的上端和所述壳体的相应部分共同限定的上肩部表面。
6.根据权利要求5所述的空气滤清器，其中，所述三个旋风灰尘收集单元的分离腔室分别由从共同的凸缘向下突出的三个杯构件限定，并且所述共同的凸缘的上端邻接由所述间隔壁的竖直中间部分、所述壳体的另一个相应部分和所述通道构件的下表面的周边部分限定的下环形肩部表面，如此使得与所述空气喷射管道和所述导向叶片结合的所述通道构件设置于环形上肩部表面与所述共同的凸缘的上端之间。
7.根据权利要求1所述的空气滤清器，其中，所述壳体的底壁的位于所述环形过滤器元件的中心的部分形成有出气口。
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