CN110234864B - 用于发动机的气旋式空气过滤器组件 - Google Patents

Abstract

一种内燃机包括：发动机缸体，其包括气缸；水平定向的曲轴；空气‑燃料混合装置，其被配置为向所述气缸提供空气‑燃料混合物；以及空气过滤器组件，其被配置为向所述空气‑燃料混合装置提供经过滤的空气。所述空气过滤器组件包括：壳体，其包括第一壳体端部和第二壳体端部并界定出内部容积；过滤器元件，其位于所述内部容积内，将所述内部容积分成经过滤的容积和未经过滤的容积；在所述过滤器元件和所述壳体之间的间隙，其被配置为允许空气在所述过滤器元件和所述壳体之间流动；进气口；以及经过滤的空气出口。

Description

用于发动机的气旋式空气过滤器组件

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年11月11日提交的美国临时申请号62/421,098和2017年02月16日提交的美国临时申请号62/460,032的权益，其通过引用整体并入本文。

背景技术

本申请大体涉及空气过滤器和空气过滤器组件的领域，例如用于内燃机的空气过滤器和空气过滤器组件。

内燃机通常包括空气过滤器，其用于从进入发动机进行燃烧过程的空气中去除碎屑，包括灰尘、污垢、草屑等。空气过滤器组件可以容纳在壳体中并且包括过滤器元件，该过滤器元件包括过滤介质，例如滤纸、泡沫、网或其他介质。在通过过滤介质之后，经过滤的空气被送到化油器或其他空气-燃料混合装置以与燃料混合，然后到达发动机的燃烧室。从空气中去除碎屑有助于保护发动机的运动部件，例如活塞和曲轴，避免过度摩擦和磨损，以及防止燃料输送系统的堵塞。

发明内容

本发明的一个实施方案包括内燃机。所述内燃机包括：发动机缸体，其包括气缸；水平定向的曲轴；空气-燃料混合装置，其被配置为向所述气缸提供空气-燃料混合物；空气过滤器组件，其被配置为向所述空气-燃料混合装置提供经过滤的空气。所述空气过滤器组件包括：壳体，其具有第一壳体端部和第二壳体端部并界定出内部容积；过滤器元件，其位于所述内部容积内，包括第一过滤器端部、第二过滤器端部、以及在第一过滤器端部和第二过滤器端部之间延伸的过滤介质。所述过滤器元件将内部容积分成经过滤的容积和未经过滤的容积。所述空气过滤器组件还包括：在所述过滤器元件和所述壳体之间的间隙，其被构造成允许空气在所述过滤器元件和所述壳体之间流动；进气口，其在所述第一壳体端部处形成并被构造成允许空气流入所述壳体；空气出口，其在所述第一壳体端部形成并与所述过滤元件的经过滤的容积流体连通；以及出口通道，其将经过滤的空气出口流体连接到最终空气出口，所述最终空气出口被构造成被流体连接至所述空气-燃料混合装置以允许经过滤的空气离开所述壳体并进所述入空气-燃料混合装置。所述间隙被配置为在从所述第一壳体端部朝向所述第二壳体端部的方向上的第一气流通道中引导空气。所述过滤器元件被配置为在流过所述过滤介质之后在第二气流通道中引导经过滤的空气，所述第二气流通道与所述第一气流通道的方向基本相反。所述出口通道被配置为在流过所述经过滤的空气出口之后将经过滤的空气引导进第三气流通道，所述第三气流通道与所述第一气流通道的方向基本相同。

本发明的另一个实施方案包括空气过滤器组件，其被配置为向发动机提供经过滤的空气。所述空气过滤器组件包括具有盖子和底座的壳体。所述盖子被配置为可释放地紧固至所述底座，并且所述盖子和所述底座界定出所述壳体的内部容积。所述空气过滤器组件还包括位于内部容积内的过滤器元件，该过滤器元件包括第一端部、第二端部、以及在所述第一端部和所述第二端部之间延伸的过滤介质。所述过滤器元件将所述内部容积分成经过滤的容积和未经过滤的容积。在所述过滤器元件和所述壳体之间形成间隙，并且该间隙被构造成允许空气在所述过滤器元件和所述壳体之间流动。在底座中形成进气口并且所述进气口被构造成允许空气流入所述壳体。在底座中形成碎屑出口并且该碎屑出口被构造成允许碎屑和空气离开所述壳体。在底座中形成经过滤的空气出口并且所述经过滤的空气出口与所述过滤元件的经过滤的容积流体连通，其中经过滤的空气出口流体连接至空气-燃料混合装置以允许经过滤的空气离开所述壳体并进入空气-燃料混合装置。在所述盖子和所述底座中形成一个或多个肋条（rib）以将空气流从所述进气口引导向所述碎屑出口，其中多个肋条被配置为引导空气流在被过滤器元件过滤之前在间隙内完成至少两个气旋式（cyclonic）过滤通道（pass）。

本发明的另一个实施方案包括内燃机。该发动机包括：发动机缸体，其包括气缸；空气-燃料混合装置，其被配置为向所述气缸提供空气-燃料混合物；以及空气过滤器组件，其被配置为向所述空气-燃料混合装置提供经过滤的空气。所述空气过滤器组件包括：壳体，其包括盖子和底座，其中所述盖子被配置为可释放地紧固到所述底座，并且所述盖子和所述底座界定出所述壳体的内部容积；以及过滤器元件，其位于所述内部容积内，包括第一端部、第二端部和在所述第一端部和所述第二端部之间延伸的过滤介质。所述过滤器元件将内部容积分成经过滤的容积和未经过滤的容积。在所述过滤器元件和所述壳体之间形成间隙，并且该间隙被构造成允许空气在所述过滤器元件和所述壳体之间流动。在底座中形成进气口并且所述进气口被构造成允许空气流入所述壳体。在底座中形成碎屑出口并且所述碎屑出口被构造成允许碎屑和空气离开所述壳体。在底座中形成经过滤的空气出口并且所述经过滤的空气出口与所述过滤元件的经过滤的容积流体连通，其中所述经过滤的空气出口流体连接至空气-燃料混合装置以允许经过滤的空气离开所述壳体并进入所述空气-燃料混合装置。在盖子和底座中形成一个或多个肋条以将空气流从所述进气口引导向所述碎屑出口。所述肋条被配置为引导气流在被过滤器元件过滤之前在间隙内完成至少两个气旋式过滤通道。在一些实施方案中，所述肋条延伸到所述间隙的一半以上。在一些实施方案中，在所述盖子中的所述肋条与所述底座中的所述肋条对齐以在所述壳体内形成一个或多个成角度的空气通道。在一些实施方案中，所述成角度的空气通道中的第一个比所述成角度的空气通道中的其余部分更窄。在一些实施方案中，所述成角度的空气通道中的第一个被定位在进气口附近，使得进入的空气在进入所述成角度的空气通道中的其余部分之前进入所述成角度的空气通道中的第一个。在一些实施方案中，所述进气口包括具有第一部分和第二部分的L形状。所述第一部分被配置为引导进入的空气流在与来自所述第二部分的进入的空气流结合之前在第一个成角度的空气通道内基本完成气旋式过滤通道。在一些实施方案中，从碎屑出口离开的空气的目标出口速度是每秒30英尺。在一些实施方案中，在所述至少两个气旋式过滤通道期间，所述壳体内的空气流基本上是层流的（laminar）。在一些实施方案中，所述过滤介质包括使碎屑脱落的过滤介质，使得碎屑由于发动机在发动机速度达到发动机怠速时的振动而从过滤介质上脱落。在一些实施方案中，所述过滤介质包括使碎屑脱落的过滤介质，使得碎屑由于发动机在预定的频率范围内的振动而从过滤介质上脱落。在一些实施方案中，所述进气口在第一表面和第二表面之间线性延伸，其中所述第二表面是底座的内表面。在一些实施方案中，所述碎屑出口包括阀，该阀被配置为响应于所述壳体的内部容积的压力变化而打开和关闭。在一些实施方案中，所述空气过滤器组件还包括在底座中靠近所述碎屑出口处形成的凹槽（trough），其中所述凹槽被配置为将碎屑引导向所述碎屑出口。在一些实施方案中，空气基于由活塞的往复运动产生的进气压力脉冲而从所述进气口流入所述壳体。

本发明的另一个实施方案包括配置成与发动机一起使用的空气过滤器壳体。所述空气过滤器壳体包括底座，所述底座包括底座安装凸缘和空气出口导管，其中所述底座界定出内部容积的第一部分，所述内部容积被配置为接收过滤器元件，并且所述底座安装凸缘包括第一紧固件开口并且所述空气出口导管包括第二紧固件开口。所述壳体还包括盖子，所述盖子包括盖子安装凸缘、第三紧固件开口和第四紧固件开口，其中所述盖子界定出所述内部容积的第二部分，并且在所述底座安装凸缘与所述盖子安装凸缘对准并且接触的连接构造中，所述第一紧固件开口与所述第三紧固件开口对准，并且所述第二紧固件开口与所述第四紧固件开口对准。第一紧固件插入所述第一紧固件开口和所述第三紧固件开口中，并且第二紧固件插入所述第二紧固件开口和所述第四紧固件开口中。在一些实施方案中，所述第二紧固件开口与所述底座安装凸缘间隔开。在一些实施方案中，所述第一紧固件开口的入口与所述第二紧固件开口的入口间隔开第一距离。在一些实施方案中，所述第一紧固件开口是带螺纹的，并且其中所述第二紧固件开口是带螺纹的。在一些实施方案中，所述空气过滤器壳体还包括位于所述第一紧固件开口中的第一螺纹插入件和位于所述第二紧固件开口中的第二螺纹插入件。在一些实施方案中，所述底座安装凸缘包括被配置成接收垫圈的通道。

本发明的另一个实施方案包括被配置与发动机一起使用的空气过滤器壳体。所述空气过滤器壳体包括底座，所述底座界定出内部容积的第一部分，所述内部容积被配置为接收过滤器元件，其中所述底座包括与所述内部容积流体连通的空气过滤器出口和被配置为与空气-燃料混合装置流体连通的最终出口，并且其中所述底座包括将空气过滤器出口流体连接至最终出口的出口导管，并且所述出口导管的至少一部分位于所述内部容积下方。所述壳体还包括盖子，所述盖子界定出所述内部容积的第二部分并且被配置为可移除地连接至底座。在一些实施方案中，所述底座包括肘部（elbow），所述肘部包括被配置为连接到空气-燃料混合装置的安装凸缘，其中最终出口在所述安装凸缘中形成。在一些实施方案中，所述肘部是所述底座的整体部件。在一些实施方案中，所述肘部被附接至底座。在一些实施方案中，所述肘部被超声地焊接至底座。

本发明的另一个实施方案包括空气过滤元件，所述空气过滤元件被配置为与发动机的空气过滤器壳体一起使用。所述空气过滤元件包括：第一端部，所述第一端部具有第一主体和远离所述第一主体向外延伸的凸台（boss），其中所述第一端部由具有第一硬度的第一材料形成；第二端部，所述第二端部具有第二主体并且界定出穿过所述第二主体形成的开口，其中所述第二端部由具有小于第一硬度的第二硬度的第二材料形成；以及位于所述第一端部和所述第二端部之间的过滤介质。在一些实施方案中，所述凸台的外径小于所述第一主体的外径。在一些实施方案中，所述凸台的外径至多是所述第一主体的外径的一半。在一些实施方案中，所述第一材料包括聚氨酯泡沫，并且所述第二材料包括聚氨酯泡沫。在一些实施方案中，所述凸台位于所述第一主体的中心。

本发明的另一个实施方案包括空气过滤器组件，所述空气过滤器组件被配置为向发动机提供经过滤的空气。所述空气过滤器组件包括：壳体，所述壳体界定出被配置为接收过滤器元件的内部容积，其中所述壳体包括第一壳体端部和第二壳体端部，所述第一壳体端部具有与所述内部容积流体连通的空气过滤器导管，其中所述空气过滤器导管界定出空气过滤器出口并包括位于空气过滤器出口中的横杆；过滤器元件，所述过滤器元件包括具有第一主体和远离所述第一主体向外延伸的凸台的第一端部、具有第二主体和通过所述第二主体形成的开口的第二端部；以及位于所述第一端部和所述第二端部之间的过滤介质。在所述过滤器元件的第一朝向中，所述过滤器元件的所述第一端部位于所述第一壳体端部附近，所述凸台与所述第一端部接触，并且所述过滤器元件的所述第二端部位于所述第二壳体端部附近，所述空气过滤器导管的一部分位于所述开口内。在所述过滤器元件的第二朝向中，所述过滤器元件的所述第一端部位于所述第二壳体端部附近，所述凸台与所述空气过滤器出口的横杆接触，从而防止过滤器元件安装在内部容积内。在一些实施方案中，所述第二壳体端部包括与所述空气过滤器导管相对定位的壁，并且在所述过滤器元件的第一朝向中，所述凸台接触所述壁。在一些实施方案中，所述第二壳体端部包括与所述空气过滤器导管相对定位的壁，并且所述壁包括凹部，并且在过滤器元件的第一朝向中，所述凸台的至少一部分位于所述凹部内。在一些实施方案中，所述第一端部由具有第一硬度的第一材料形成，所述第二端部由具有小于第一硬度的第二硬度的第二材料形成。在一些实施方案中，所述凸台的外径小于所述第一主体的外径。在一些实施方案中，所述凸台的外径至多是所述第一主体的外径的一半。在一些实施方案中，所述第一材料包括聚氨酯泡沫，并且其中所述第二材料包括聚氨酯泡沫。在一些实施方案中，所述凸台位于所述第一主体的中心。在一些实施方案中，在所述过滤器元件的第一朝向中，所述过滤器元件的所述第一端部在所述空气过滤器元件上施加朝向所述空气过滤器导管的力，以在所述过滤器元件的所述第二端部和所述空气过滤器导管之间形成密封。在一些实施方案中，所述凸台的外径小于所述第一主体的外径。在一些实施方案中，所述凸台的外径至多是所述第一主体的外径的一半。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将更全面地理解本公开，其中：

图1是根据示例性实施方案的内燃机的立体图。

图2是图1所示的内燃机的后立体图。

图3是根据示例性实施方案的空气过滤器组件的立体图。

图4是图3所示的空气过滤器组件的后立体图。

图5是根据示例性实施方案的空气过滤器组件的过滤器元件的前立体图。

图5A是根据示例性实施方案的空气过滤器组件的过滤器元件的前立体图。

图5B是图5所示的过滤器元件的后立体图。

图6是图3所示的空气过滤器组件的立体图，其中盖子被移除。

图7是图3所示的空气过滤器组件的后立体图，其中盖子被移除。

图8是图3所示的空气过滤器组件的俯视立体图，其中盖子和过滤器被移除。

图9是图3所示的空气过滤器组件的底座的俯视图。

图10是图3所示的空气过滤器组件的盖子的仰视图。

图11是沿图3中的线11-11截取的空气过滤器组件的剖视图。

图12是沿图9中线12-12截取的空气过滤器组件的底座的剖视图。

图13是沿图4中的线13-13截取的空气过滤器组件的剖视图。

图14是沿图11中的线14-14截取的空气过滤器组件的剖视图。

图15是沿图4中的线15-15截取的空气过滤器组件的剖视图。

图16是根据示例性实施方案的空气过滤器组件的底座的立体图。

图17是图16所示的底座的另一个立体图。

图18是图16所示的底座的另一个立体图。

图19是图16所示的底座和空气过滤元件的剖视图。

图20是图16所示的底座的俯视图。

图21是图16所示的底座的立体图。

图22是图16所示的底座的细节图。

图23是根据示例性实施方案的空气过滤器组件的盖子的立体图。

图24是图23所示的盖子的细节图。

详细说明

在转向详细说明示例性实施方案的附图之前，应当理解，本申请不限于说明书中阐述的或附图中示出的细节或方法。还应该理解，术语仅用于描述的目的，而不应视为限制。

参考图1-2，根据示例性实施方案示出了显示为内燃机100的发动机。所述内燃机100包括具有一个或多个汽缸、汽缸盖、活塞和曲轴110的发动机缸体101。每个活塞沿汽缸轴线在汽缸中往复运动以驱动曲轴110。所述曲轴110绕曲轴轴线112旋转。所述曲轴110部分地位于曲轴箱114内。在示例性实施方案中，在所述发动机100处于其正常操作位置时，所述曲轴110可以水平定向（即水平发动机）。在其他实施方案中，在所述发动机100处于其正常操作位置时，所述曲轴110垂直定向（即垂直发动机）。所述发动机可包括一个汽缸或两个或更多个汽缸。所述发动机100还包括用于将空气-燃料混合物供应至所述汽缸的空气-燃料混合装置128（例如，化油器、电子燃料喷射系统、燃料直接喷射系统等）、空气过滤器组件102、以及消声器120。

所述发动机100可用于各种终端产品，包括户外动力设备、便携式作业现场设备、以及备用或便携式发电机。户外动力设备包括割草机、骑乘拖拉机、扫雪机、高压清洗机、分蘖机、劈木机、零转弯半径割草机、手扶式割草机、骑乘式割草机、立式割草机、路面制备设备、例如叉车等工业车辆、多用途车辆、商用草坪设备，例如鼓风机、真空吸尘器、碎屑装载机、播种机（overseeder）、动力耙、充气器、草皮切割机、割草机等。户外动力设备可以例如使用所述发动机100来驱动工具，例如割草机的旋转叶片、高压清洗机的泵、除雪机的螺旋推运器和/或户外动力设备的传动系统。便携式作业现场设备包括便携式灯塔、移动工业加热器和便携式灯架。

参考图1-14，根据示例性实施方案，所述发动机100包括空气过滤器组件102。所述空气过滤器组件102包括位于由盖子134和底座136形成的壳体132内的过滤器元件160。在示例性实施方案中，在所述发动机100处于其正常操作位置时，所述空气过滤器组件102水平定向，使得所述过滤器元件160水平地位于壳体132内。在一些实施方案中，所述发动机100的所述曲轴110垂直定向，并且所述空气过滤器组件102水平定向。所述空气过滤器组件102被配置为提供进气的两个阶段的过滤，然后将经过滤的空气供应到所述发动机100用于燃烧过程。第一过滤阶段包括通过所述空气过滤器组件102对进入的空气进行气旋式过滤。气旋式过滤器被配置为在空气的二次过滤之前去除大颗粒碎屑。第二过滤阶段包括通过所述过滤器元件160过滤部分经过滤的空气以从进入的空气中去除碎屑的较小的颗粒。然后，经过滤的空气被送到发动机100的空气-燃料混合装置128，以与燃料混合，然后在发动机100的汽缸中燃烧。所述空气过滤器组件102直接位于发动机100的空气-燃料混合装置128的上方。

如图9-10所示，盖子134的内表面180和底座136的内表面182组合以形成空气过滤器组件102的内部容积155（如图6中所示），其中盖子134的内表面180的至少部分地形成内部容积155以及底座136的内表面182也至少部分地形成内部容积155。如图13-14所示，过滤器元件160将内部容积155分成未经过滤的容积149和经过滤的容积159。未经过滤的容积149包括过滤器元件160外和内部容积155内的空间，并且经过滤的容积159包括过滤器元件160内的空间。盖子134被设计成通过在底座136和盖子134中形成对齐的孔170（如图9-10所示）来固定和松开底座136。如图12所示，盖子134包括紧固件133，该紧固件133延伸穿过其中并被配置为装配在孔170内以将盖子134紧固到底座136。紧固件133被配置为旋转以将紧固件133锁定和解锁与底座136中的孔170接合或脱离接合。在其他实施方案中，可以使用其他类型的紧固件（例如，铰链、按扣、螺钉等等）。打开盖子134允许插入、移除位于壳体132的内部容积155内的过滤器元件160和检查其状态（如图6-7中所示）。在一些实施方案中，盖子134和底座136由塑料材料模制而成。在其他实施方案中，盖子134和底座136中的至少一个由铝、另一种材料冲压或组装、或者由材料和制造工艺的组合形成。

空气过滤器组件102包括在空气过滤器组件102的底座136中形成的进气口138、碎屑出口142和过滤器出口168。在其他实施方案中，进气口138、碎屑出口142和过滤器出口168可以在壳体132中的其他地方形成（例如，盖子134）。如图8-9中所示，进气口138和碎屑出口142位于底座136的相对侧和相对的角落。这种相对定位有利于本文所述的气旋式空气过滤过程。另外，如图8-9中所示，进气口138与过滤器出口168位于空气过滤器组件102的同一侧。这种相对定位有助于将空气过滤器组件102紧密地定位至发动机100的其他部件（包括空气-燃料混合装置128）。进气口138位于发动机100的外部附近以吸入相对凉爽和清洁的空气。如果进气口位于更靠近发动机内部的位置，则吸入相对温暖和/或脏空气的可能性会增加。由于发动机100的水平定向的曲轴110引起的部件（例如燃料箱116、消声器120）的定位，与水平定向的空气过滤器组件102（以及进气口138和过滤器出口168的相对布置）相结合，有益于保持由发动机100占据的总体积相对紧凑。在其他实施方案中，发动机100的轴可以是垂直的，而空气过滤器组件102则水平定向。如图2中所示，空气过滤器组件102从燃料箱116向外延伸至与消声器120类似的距离。如图1-2中所示，空气过滤器组件102和消声器120的组合具有类似于燃料箱116的宽度的整体宽度。将过滤器出口168定位在空气过滤器组件102的与进气口138相同的一侧，允许空气过滤器组件102装配在与燃料箱116和消声器120共用的总体占用面积内，并且被定位在空气-燃料混合装置128的正上方。这有助于保持由发动机100占据的总体积相对紧凑。如果过滤器出口位于空气过滤器组件的与进气口相对的端部处，则所得到的空气过滤器组件可能延伸至界定燃料箱和消声器的占用面积之外并且增加由发动机占据的总体积。

如图11中所示，进气口138在壳体132的底座136内形成，并且被配置为以基本上与过滤器元件160的弯曲外表面163相切的角度将空气引导到未经过滤的容积149中以促进气旋式过滤。在示例性实施方案中，进气口138以线性方式从底座136的外表面延伸到底座136的内表面182，使得进入的空气在进入底座136时不会改变方向。进气口138具有L形横截面。进气口138包括第一部分135和第二部分139。第一部分135的横截面积大于第二部分139。流过第一部分135的空气可以在与流过第二部分139的空气结合之前完成围绕过滤器160的基本上一个气旋式通道，从而夹带第二部分139中的至少一些空气并促进空气流过第二部分139。有利地，这可以增加通过进气口138的空气流速。在一些实施方案中，进气口138具有矩形横截面。在一些实施方案中，进气口138具有圆形、椭圆形、正方形或其他形状的横截面。在示例性实施方案中，进气口138具有相对小的横截面积，从而保持高的进气流速，同时仍允许足够的空气进入发动机100用于燃烧过程。

碎屑出口142包括阀143（例如鸭嘴阀），其允许从气旋式气流中移除的碎屑离开空气过滤器组件102并且另外防止空气和碎屑回流到空气过滤器组件102中。阀143在内部容积155的压力变化时打开和关闭。在相对低的压差（例如，内部容积155和外部压力之间的压力差）期间，当内部容积155内可存在真空时，阀门 143关闭，并且在相对高的内部压差期间，阀143打开。因此，在发动机100运行期间内部压力的变化（例如，由于由活塞的往复运动引起的进气管道126处的进气压力脉冲）打开和关闭阀143。另外，由于压力差异，进入的空气以相对高的速度被吸入空气过滤器组件102并被引向碎屑出口142，在那里由于碎屑出口142周围的相对开放的空间184（例如，以及较低的压力）而减速。由于碎屑出口142处的空气的速度降低，较大的碎屑被导向进碎屑出口142或靠近碎屑出口142。在底座136的内表面182中的碎屑出口142附近形成凹槽186（例如凹陷的凹穴）。凹槽186有助于将碎屑漏至或引导至碎屑出口142。另外，如下所述，最后的肋条172 位于凹槽186和碎屑出口142附近，以防止碎屑从凹槽186回吹。例如，当发动机100停止并且空气停止流过空气过滤器组件102时，碎屑可能积聚在凹槽186中。当发动机100重新启动时，空气再次开始流过空气过滤器组件102并且可能扰乱并重新夹带在凹槽186中收集的碎屑。最后的肋条172在凹槽186旁边的放置有助于防止所收集的碎屑的再次夹带，使得所收集的碎屑通过碎屑出口142离开空气过滤器组件102。下面会参考图20进一步讨论凹槽186。

如图9和15中所示，碎屑出口142定位在底座136中与进气口138相对的角落中。从进气口138移动的空气围绕过滤器元件160被气旋式地过滤并被引向位于空气流缓慢的过滤器元件160的端部162附近的空间184，允许碎屑离开空气流并通过重力被向下拉向碎屑出口142。这样，进入的空气中的碎屑被导向碎屑出口，而不是在底座136内的其他地方聚集。如果没有碎屑出口142位于过滤器元件160的端部162附近的空间184附近，则碎屑可以保持悬浮在空气流中。底座136中的肋条152中的开口125（图8-9）允许可能保留在底座136内的任何碎屑通过壳体132朝向碎屑出口142移动。此外，碎屑出口142从壳体132成角度地远离（例如，当安装在底座136中时与包括过滤器元件160的纵向轴线145的垂直平面成大约45度的内角）。碎屑出口142 被定位为将离开空气过滤器组件102的碎屑引导离开发动机100的火花塞，使得碎屑不会积聚在火花塞上。

过滤器出口168在壳体132的底座136内形成并被配置为将经过滤的空气引导到发动机100的进气管道126中。过滤器出口168位于过滤器元件160的经过滤的容积159内并与其流体连通。过滤器出口168的横截面是圆形的。在其他实施方案中，过滤器出口168的横截面可以是椭圆形、正方形、矩形或其他形状。如图7和13中所示，出口导管156（例如通道）包括在壳体的底座136中形成的第一通道153和在颈部或肘部158中形成的第二通道147，其包括用于将壳体132固定至发动机100的空气-燃料混合装置128的安装凸缘177（例如，通过被插入穿过安装凸缘177的螺栓孔154的螺栓或其他紧固件）。出口导管156的第一通道153位于内部容积155的下方。这种布置有助于提供相对紧凑的空气过滤器组件102，其可以提供气旋式过滤阶段和过滤介质过滤阶段，并且通过使得空气过滤阶段和第一通道中的过滤空气的路径在相同的总体占用面积内但在空气过滤器组件102内的不同高度处发生，从而将经两个阶段过滤的空气导向空气-燃料混合装置128。

在一些实施方案中，底座136和肘部158形成为单独的部件并且被紧固在一起（例如，通过超声波焊接）。在其他实施方案中，底座136和肘部158一体地形成为单件（例如，单个塑料模制部件）。出口导管156在过滤器出口168和在肘部158的安装凸缘177上形成的最终出口171之间延伸。最终出口171在肘部158的安装凸缘177内形成并且与出口导管156和发动机100的进气导管126流体连通。最终出口171的横截面是圆形的。在其他实施方案中，最终出口171的横截面可以是椭圆形、正方形、矩形或其他形状。出口导管156通过进气导管126被流体连接至空气-燃料混合装置128。进气导管126被直接连接至空气-燃料混合装置128。进气导管126可以是分开的或可以是至少部分地与发动机缸体或汽缸盖集成，并且可以由金属、塑料或其他材料形成。空气过滤器组件102直接位于发动机100的空气-燃料混合装置128的上方，以允许进气管道126被直接连接至空气-燃料混合装置128，并且消除对将空气过滤器组件102连接至空气-燃料混合装置128的中间管道或软管的任何需要。

间隙157在盖子134与底座136的各自的内表面180、182以及过滤器元件160的弯曲外表面163之间形成。如图13中的气流路径192所示，间隙157被配置为通过将进入的空气流引导至壳体132的内部容积155内的过滤器元件160周围，以促进气旋式过滤。间隙157包括在内表面180、182与过滤器元件的弯曲外表面163之间的间隙距离187。间隙距离187的尺寸设计成使得能够保持进入的空气流速，而不会由于过滤器元件160相对于盖子134和底座136的内表面180、182的接近而阻碍空气流动。

现在参考图12-14，盖子134和底座136各自包括分别从盖子134和底座136的内表面180、182轴向向内延伸的肋条150、152（例如，成角度的突起）。肋条150、152被配置为有助于空气过滤器组件102的壳体132内的气旋式过滤效果。这样，肋条150、152引导进入的空气沿着过滤器元件160的弯曲的外表面163和盖子134和底座136的各自的内表面180、182之间的间隙157的轮廓。在示例性实施方案中，最后的肋条172位于凹槽186和碎屑出口142附近，以防止碎屑从凹槽186和碎屑出口142回吹。肋条150、152朝向空气过滤器组件102的纵向中心轴线195延伸一段距离189。纵向中心轴线195位于内部容积155的中心。在一些实施方案中，所述纵向中心轴线195被包括在水平平面中，该水平平面界定出盖子134和底座136之间的分界线（例如，底座136和盖子134的安装凸缘225和230之间的界面）。距离189大于内表面180、182与过滤介质161的最外表面163之间的间隙距离187的一半。过滤介质161可以是褶皱纸，使得最外表面163由一系列褶皱或折叠形成。褶皱纸过滤介质161的最外表面163界定出大致圆形的横截面形状。肋条150、152围绕壳体132的内表面180、182的圆周具有相同的高度。在示例性实施方案中，盖子134中的肋条150与底座136中的肋条152对齐，以在壳体132内形成一个或多个成角度的空气通道151。肋条150、152的对齐有助于引导气流以在壳体132内产生气旋式过滤效果（例如，螺旋流动）。在一些实施方案中，肋条150、152是螺旋形的（即，螺旋形肋条）以帮助诱导气旋式过滤效果。肋条150、152的尺寸形成为有助于期望的空气流过成角度的空气通道151以进行过滤过程。肋条高度（例如，距离189）大于间隙距离187的一半，这有助于在整个气旋式过滤阶段中保持相对高的空气流速。保持相对高的空气流速有助于排出碎屑出口142附近的碎屑。在一些实施方案中，肋条150、152延伸至使肋条150、152与过滤介质161的最外表面163接触的肋条高度（距离189），从而形成封闭的通道，在其中气旋式气流行进直到朝向凹槽186沉积碎屑的最终通道。申请人认为相对较短的肋条高度（例如，间隙距离187的25%或更小）允许太多的空气流在由肋条150、152形成的气旋式通道上短路并降低气旋式过滤操作的效率。如图13中所示，第一空气通道174的宽度比其他空气通道151更窄。第一空气通道174的窄宽度限制通过第一空气通道174的空气流并增加从空气入口138流入的空气的空气流速。在空气过滤器元件160的端部164附近的气旋式过滤过程开始时确保相对高的空气流速，有助于在整个气旋式过滤过程中保持相对高的空气流速。

如图8-10中所示，肋条150、152轴向布置，使得能够保持所需的气流出口速度（例如，每秒30英尺的碎屑出口目标速度）。参考图8，肋条150、152相对于盖子134和底座136的各自的内表面180、182以角度181布置，并且相对于水平面173成角度183。如图10中所示，肋条150、152还相对于垂直平面175以角度185布置。肋条150、152以角度181、183、185的布置允许保持目标气流出口速度，对进入的空气的阻力最小。在一些布置中，肋条150、152的放置、角度和尺寸使用螺距式测量来配置，例如在空气过滤器组件102的一定长度上指定一组数量的肋条。

参考图5-7，过滤器元件160位于内部容积155内（例如，被联接到底座136）。过滤器元件160包括开放的或未密封的末端或端部164（图5B）和封闭的或密封的末端或端部162（图5），过滤介质161在端部162、164之间延伸。根据示例性实施方案，过滤介质161和端部162、164组合来界定出经过滤的容积，其中过滤介质161界定出经过滤的容积的至少一部分，并且端部162、164界定出经过滤的容积的至少一部分。在一些这样的实施方案中，过滤介质161被构造成使得过滤介质161具有闭环，例如圆形、椭圆形、矩形或其他闭环形状的周边。

参考图5-5B，过滤介质161可以由不同的材料形成，所述材料适合于从提供用于发动机100燃烧的进气中过滤碎屑，其可透过空气但是在很大程度上防止灰尘和其他污染物从未经过滤侧进入到经过滤侧。在一些实施方案中，过滤介质161是褶皱滤纸。在一些实施方案中，过滤介质161是纤维素过滤介质。在其他实施方案中，并且如本文进一步所描述的，过滤介质161包括使碎屑脱落的过滤材料。在一些实施方案中，这种使碎屑脱落的介质是纳米介质并且包括多层纤维素介质。在示例性实施方案中，过滤器元件160的形状基本为圆柱形，以便通过提供弯曲的外表面163来使空气在气旋式过滤期间围绕流动（即，过滤器元件160关于纵向中心轴线145对称），从而在由过滤介质161进行过滤之前促进进入空气的气旋式过滤。在包括褶状过滤介质161的实施方案中，褶状过滤介质161的最外表面163界定出大致圆形的横截面形状，并且被认为形成圆柱形过滤器元件160。

在一些实施方案中，端部162、164由刚性材料形成，例如塑料、纸板、复合材料、铝或其他材料。在一些实施方案中，端部162由比端部164更硬的材料形成（即，端部162具有比端部164更大的硬度）。例如，端部162可以由具有相对高硬度的硬质聚氨酯泡沫（例如，3型聚氨酯泡沫）形成，并且端部164可以由具有相对低硬度的软质聚氨酯泡沫（例如，2型聚氨酯泡沫）形成。由较硬材料形成的端部162包括支座、突起或凸台121，该凸台121从端部162的主要部分或主体122向外延伸（即，远离过滤介质161）。凸台121位于主体122的中心（即，凸台121的外径123和主体122的外径124都以过滤器元件160的纵向中心轴线145为中心）。凸台121的外径123小于主体122的外径124。由较软材料形成的端部164包括穿过端部164的主体198形成的开口197，该开口197允许过滤介质内的经过滤的空气离开过滤器元件160。较软的材料有助于在端部164与过滤器元件160所附接的导管或管道（例如，经过滤的空气通道）之间形成密封。

在一些实施方案中，过滤介质161由使碎屑脱落的介质制成。在这种情况下，过滤介质161被配置为使碎屑由于振动而脱落。使碎屑脱落的介质被构造成使得在特定或预定频率范围内的振动导致碎屑从过滤材料上脱落。在一些实施方案中，在发动机从停止状态预热到发动机100的空转速度（例如，每分钟3600转（RPM））期间，发动机100在10 Hz至30 Hz的频率范围内振动。发动机的这种振动导致碎屑从过滤介质161上脱落。从过滤介质161脱落的碎屑可以由气旋式气流携带通过壳体132并被引导出碎屑出口142的阀143。

如图5A中所示，在一些实施方案中，过滤器元件160包括保护过滤介质161免受冲击的防护装置或护罩148。如图5A中所示，防护装置148是围绕过滤介质161的扩展金属笼。当过滤器元件160被碎屑堵塞时，使用者可以移除过滤器元件160并对其进行摇动以除去积聚的碎屑。在某些情况下，使用者可以用过滤器元件160撞击固体物体以帮助将积聚的碎屑从过滤介质161中敲出。防护装置148保护过滤介质161免受可能由这种冲击引起的损坏。

如图13-14中所示，开口197的尺寸和形状与空气过滤器导管或管道156的围绕过滤器出口168的突出部或凸台169相同。开口197接收围绕过滤器出口168的凸台169，以将过滤器元件160支撑在凸台169上并在端部164和凸台169之间形成密封178，以防止经过滤的空气从过滤器元件160内重新进入内部容积155。如图13中所示，密封178纵向地延伸过滤器元件160的端部164和凸台169之间的接触距离，并且如图11中所示，围绕过滤器元件160的端部164与凸台169之间的接触区域周向地延伸。过滤器元件160可另外通过突出部137被支撑在底座136内。突出部137可在端部162的外表面163处支撑过滤器元件160的重量。突出部137可为环形形状，以具有与过滤器元件160的外表面163类似的形状。在一些实施方案中，如图20-21中所示，突出部137是机翼（air foil）形状，以便既支撑过滤器元件160又将气旋式气流引向空间184和碎屑出口142。在其他实施方案中，过滤器元件160仅由在端部164和围绕过滤器出口168的凸台169之间的接合支撑。在示例性实施方案中，端部162位于碎屑出口142附近，并且端部164位于空气入口138附近。如图13-14中所示，过滤器元件160水平地位于壳体132内，以使过滤器元件160的纵向中心轴线145与空气过滤器组件102的底座136的纵向中心轴线195对准。围绕过滤器出口168的凸台169类似地水平定向，其中凸台169沿着中心轴线195从表面166水平向外延伸。当过滤器元件160从壳体132被移除时，凸台169将过滤器出口168屏蔽，以防止从过滤器元件160脱落的任何碎屑的直接进入。在一些实施方案中，凸台169具有0.5英寸或更大的长度。过滤器元件160和凸台169的水平布置，意味着与垂直定位的过滤器和凸台相比，来自过滤器元件160的碎屑不太可能脱落并进入过滤器出口168，而在垂直定位的情况中从过滤器元件脱落的任何碎屑将有通往出口的明确路径。

在操作中，外部空气流入空气过滤器组件102的进气口138。进气口138定位成使得进入的空气相对于过滤器元件切向地进入壳体132，并且自然地流入在间隙157内建立的气旋式气流路径192。在通过进气口138期间，进入的空气不会改变方向。在示例性实施方案中，不会使用风扇使进入的空气强制进入壳体132，而是使用由在发动机100运行期间活塞的往复运动产生的压力脉冲将空气吸入壳体132中。外部空气移动经过进气口138，并且进入进气口138的任何空气自然地从进气口138流入壳体132的未经过滤容积149并流向碎屑出口142。

一旦进入壳体132内，则进入的空气在被过滤器元件160过滤之前被气旋式地过滤。空气在在过滤器元件160的外表面163和盖子134和底座136的内表面180、182之间形成的间隙157中围绕过滤器元件160流动。在气旋式过滤期间，从进入的空气中过滤大颗粒并将其引向碎屑出口142。进入的空气在通过过滤器元件160过滤之前在间隙157内围绕过滤器元件160完成至少两个圈或气旋式通道。部分经过滤的空气然后流过过滤器元件160的过滤介质161，在其中较小的碎屑颗粒从空气中被过滤出来。经过滤的空气流入过滤器出口168，通过出口导管156，通过最终出口171并进入发动机100的进气管道126。如图13-14中所示，过滤器出口168与经过滤的容积159流体连通并相对于过滤器元件160的端部164密封，使得仅经过滤的空气被引导至发动机100。

参考图13，空气过滤器组件102包括第一端部165和第二端部167。过滤器元件160的端部164位于第一端部165附近，并且过滤器元件160的端部162位于第二端部167附近，使得过滤器元件160围绕中心轴线195水平定向。如上所述，进气口138位于空气过滤器组件102的与过滤器出口168相同的一侧（例如，第一端部165）。进气口138相对于过滤器出口168的定位，导致在进入空气-燃料混合装置128之前空气过滤器组件102内的空气流的三次通过（三个通道）。

进入的空气流入位于第一端部165上的进气口138，并如第一气流通道105所示，进入在间隙157内建立的朝向第二端部167的气旋式气流路径192。因此，当完成第一气流通道105时（例如，完成围绕过滤器元件160的至少一个气旋式气流转向或通道），进入的空气从进气口138朝向位于第二端部167附近的碎屑出口142移动。第一气流通道105中的整体空气流动沿第一方向从第一端部165朝向第二端部167。第一气流通道105中的空气流围绕过滤器元件160气旋式地移动，但是大体从端部165朝向端部167在水平的总体方向上移动。接下来，如第二气流通道107所示，空气流过过滤器元件160的过滤介质161并朝向位于第一端部165附近的过滤器出口168流动。这样，第二气流通道107与第一气流通道105基本上平行但方向相反。第二气流通道107中的空气流大体从端部167朝向端部165在水平的总体方向上移动，这与第一气流通道105的方向相反。最后，如第三气流通道109所示，空气流入过滤器出口168并朝向第二端部167返回，然后进入连接到空气-燃料混合装置128的肘部158。出口导管156被配置为在与第一气流通道105和第二气流通道107基本平行的方向上将第三气流通道109中的空气朝向最终出口171引导。另外，第三气流通道109与第一气流通道105的方向基本相同，但与第二气流通道107的方向相反。第三气流通道109中的空气流大体从端部165朝向端部167在水平的整体方向上移动，其与第一气流通道105的方向相同并且与第二气流通道107相反。三个气流通道105、107和109相对于相邻的气流通道以逆流布置来布置，使得通过三个气流通道移动的空气在第一气流通道105中沿第一方向行进，在第二气流通道107中沿第二相反方向重新定向，并且在第三气流通道109中返回第一方向。布置三个气流通道105、107和109有助于提供相对紧凑的空气过滤器组件102，其可以提供气旋式过滤阶段和过滤介质过滤阶段，并将由两个过滤阶段过滤的空气引导至空气-燃料混合装置128。当一个气流通道落入在相同的行进方向上的参考气流通道的轴承的正或负25度内时，这些气流通道被认为是基本上相同的方向。当一个气流通道落入在相反的行进方向上的参考气流通道的轴承的正或负25度内时，这些气流通道被认为是基本上相反的方向。

肋条150、152在空气过滤器组件102的壳体132内产生气旋式过滤效果。如上所述，肋条150、152的位置、尺寸和角度被配置为在碎屑出口142处保持目标出口速度（例如，30ft/s）。另外，可以选择肋条150、152的位置、尺寸和角度，使得进入的空气在进入过滤器元件160之前在间隙157中完成至少两次气旋式通道。目标出口速度和至少两个气旋式过滤通道的组合增加了在气旋式过滤阶段期间从空气中去除的碎屑的量。

过滤器元件160的凸台121具有外径123，该外径123相对于过滤器元件160的端部162的主体122的外径124较小，使得凸台121不会干扰过滤器元件160的端部162附近的气旋式气流。在一个实施方案中，凸台121的外径123不大于主体122的外径124的一半，以避免干扰过滤器元件160的端部162附近的气旋式气流。

使用本文所述的进气口138、壳体132、肋条150、152、间隙157和其他部件的尺寸，在气旋式过滤期间壳体132内的空气流的速度被保持在适当的值，以便减少任何可能的湍流气流并保持进入的空气的层流。在气旋式过滤期间保持壳体132内的层流对于最大可能的气旋式过滤是期望的。碎屑出口142处的空气的目标速度约为30英尺/秒（ft/s），以维持层流以进行所需的气旋式过滤。在其他布置中，碎屑出口142处的空气的目标速度可以大于或小于30 ft/s。

如上所述在通过过滤器元件过滤之前对进气进行气旋式过滤，可以利用单个过滤器促进更长的发动机运行时间。因为在空气进入过滤器之前过滤了大部分碎屑，所以在过滤介质上积聚的碎屑较少。因此，具有气旋式过滤的过滤器组件将允许使用单个过滤器的更长的发动机运行时间。在申请人进行的过滤器测试期间，空气过滤器组件102使得测试发动机能够在缺乏空气用于燃烧过程之前运行更长时间（5小时对比将近2小时），并且在过滤器元件上收集更少的碎屑（5克对比2克），这表明与传统的空气过滤器组件相比改进的气旋式过滤。

在图16-21中示出了底座136的替代实施方案。如图17-19所示，空气过滤器导管156包括位于过滤器出口168中的横杆200（杆、壁、突出部）。如图所示，横杆200从空气过滤器导管156的凸台169的边缘往回设置。在其他实施方案中，横杆200延伸至凸台169的边缘。如图所示，横杆200垂直地位于过滤器出口168内并且位于过滤器出口168的中心。在其他实施方案中，横杆200水平地位于过滤器出口168内或以其他角度位于过滤器出口168内。在一些实施方案中，横杆200是布置在过滤器出口168的网格或网中的多个横杆中的一个。如图19所示，横杆200用于限制过滤器元件160的凸台121插入空气过滤器导管156中。当过滤器元件160被正确地安装在壳体132的内部容积155中时，包括凸台121的过滤器元件160的端部162的位置远离空气过滤器导管156。在空气过滤器导管156内包含横杆200，通过限制凸台121插入空气过滤器导管156中来防止端部162位于空气过滤器导管156附近的过滤器元件160的不正确安装。如图19中所示，当使用者试图以这种方式不正确地安装过滤器元件160时，凸台121接触横杆200，并且过滤器元件160的相对端部164不能被置于内部容积155内。这种布置错误证明过滤器元件160组装到壳体132中，使得仅当以第一朝向定向时过滤器元件160可被置于内部容积155内，其中过滤器元件160的第一端部162位于第一壳体端部205附近，凸台121与第一壳体端部205接触，并且过滤器元件160的第二端部164位于第二壳体端部210附近，空气过滤器导管156的凸台169或其他部分位于第二端部164的开口197内。在过滤器元件160的第二朝向时，如图19中所示，过滤器元件160的第一端部162位于第二壳体端部210附近，其中凸台121与过滤器出口168的横杆200接触，从而防止过滤器元件160在内部容积155内的安装。

如图20中所示，第一壳体端部205包括壁215，当过滤器元件160正确地被安装在内部容积155内时，该壁215与凸台121接触。在一些实施方案中，凹槽220（以虚线示出）在壁215中形成，并且当过滤器元件160被正确地安装在内部容积155中时，凸台121的至少一部分位于凹槽220内。如图13中所示，当过滤器元件160被正确地安装在内部容积155内并且凸台121接触第一壳体端部205时，过滤器元件160的第一端部162在空气过滤器元件160上施加朝向第二壳体端部210和空气过滤器导管156的力，以在过滤器元件160的第二端部164和空气过滤器导管156之间形成密封178。当凸台121接触第一壳体端部205时，过滤器元件160的相对较硬的第一端部162不会压缩或偏转，并将过滤器元件160的相对柔软的第二端部164逼迫至空气过滤器导管156上。选择第二端部164的相对柔软的材料，以帮助在第二端部164和空气过滤器导管156之间形成气密密封178。

如图18-21中所示，底座136包括安装凸缘225，当盖子134被连接到底座136时，该安装凸缘225被设置为与盖子134的相应的安装凸缘230对准并接触（如图6中所示）。安装凸缘225被设置在包括壳体132的纵向中心轴线195的水平平面中。安装凸缘225包括凹陷通道235，该凹陷通道235接收垫圈（未示出）以在底座136和盖子134的安装凸缘225和230之间形成密封。通道235在外壁240和内壁245之间形成。在进气口138附近，内壁245终止并且通道235向进气口138敞开。提供一个或多个桩或突起250以帮助在进气口138附近将垫圈保持在通道235内。桩250在通道235上方延伸，使得垫圈位于桩250和外壁240之间。如果底座136和盖子134没有被垫圈适当地密封，则密封的缺少可能导致内部容积155中的压力损失，这可能对气旋式气流的速度产生负面影响。所述垫圈有助于防止任何湿气（例如，雨水）进入内部容积，如果过滤介质161变湿则这可能对过滤介质161的功能产生负面影响。

如图19-21中所示，安装凸缘225的靠近第一壳体端部205的部分包括第一紧固件开口170A。在一些实施方案中，如图所示，第一紧固件开口170A包括用于与螺纹紧固件连接的螺纹插入件252。第二紧固件开口170B在空气过滤器导管156的肘部255或其他结构中形成。在一些实施方案中，如图所示，第二紧固件开口170B包括用于与螺纹紧固件连接的螺纹插入件254。肘部255在安装凸缘225上方延伸，并提供用于形成空气过滤器导管156的一部分的结构。如图19中所示，第一紧固件开口170A的入口与第二紧固件开口170B的入口间隔开距离260。在空气过滤器组件102的正常操作位置，第二紧固件开口170B的入口位于第一紧固件开口170A的入口的垂直高度上方的垂直高度处。使用肘部255的结构作为第二紧固件开口170B的位置，有助于通过利用肘部255作为空气过滤器导管156的一部分的结构和用于接收紧固件以将盖子134连接到底座136的结构的双重作用，从而减少形成底座136所需的材料。这种布置还有助于通过不必容纳安装凸缘225中的第二紧固件开口170所需的空间和材料，从而允许安装凸缘225的靠近第二壳体端部210的部分比安装凸缘225的靠近第一壳体端部205的部分更窄，从而保持壳体132相对紧凑。如图13中所示，在盖子134和底座136处于连接构造的情况下，其中底座安装凸缘225与盖子安装凸缘230对准并且接触，盖子134中的第三紧固件开口170C与第一紧固件开口170A对准且盖子134中的第四紧固件开口170D与第二紧固件开口170B对准。第一紧固件133A被插入第三紧固件开口170C和第一紧固件开口170A并且被连接到底座136（例如，紧固件133A的螺纹接合第一紧固件开口170A或螺纹插入件252的螺纹）。第二紧固件133B被插入第四紧固件开口170D和第二紧固件开口170B中并且被连接到底座136（例如，紧固件133B的螺纹接合第二紧固件开口170B或螺纹插入件254的螺纹）。

图20-21也示出了通向碎屑出口142的凹槽186。凹槽186包括相对宽的入口262，该入口262变窄到相对较窄的出口265。相对宽的入口262有助于收集碎屑并将碎屑引向凹槽186的出口265。凹槽186也在入口262与出口265之间倾斜或成角度，以将碎屑从入口262朝向出口265引导。这种布置有助于从入口262朝向出口265汇集通过气旋式过滤过程从气流中过滤的碎屑。

盖子134的替代实施方案在图23和24中示出。盖子134包括第一壳体端部127和第二壳体端部129。盖子134包括位于第一壳体端部127处的两个肋条141。肋条141从在第一壳体端部127内形成的内壁193突出。第一壳体端部127被配置为接收在过滤器元件160的第一端部162上的凸台121。如图24中所示，当正确组装时，过滤器元件160的凸台121装配在肋条141之间并密封壁193。肋条141限制第一端部162相对于过滤器壳体132的纵向轴线195的横向移动。肋条141在凸台121的每侧上以横向距离131与凸台121间隔开。在一些实施方案中，横向距离131约为1.5毫米（mm）。肋条141从第一壳体端部127上的壁193突出一个突出距离191。在一些实施方案中，突出距离191约为2 mm。

如各种示例性实施方案中所示的空气过滤器组件的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了几个实施方案，但是在没有实质上脱离本文所述主题的新颖教导和优点的情况下，可以进行许多修改（例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变化、参数的值、安装布置、材料的使用、颜色、方向等）。示出为整体形成的一些元件可以由多个部件或元件构成，元件的位置可以被颠倒或以其他方式变化，并且可以改变或变化分立的元件或位置的性质或数量。根据替代实施方案，可以对任何过程、逻辑算法或方法步骤的顺序或序列进行改变或重新排序。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在各种示例性实施方案的设计、操作条件和布置中进行其他替换、修改、改变和省略。

Claims (19)

1.一种内燃机，其包括：

发动机缸体，其包括汽缸；

曲轴，其中所述曲轴是水平定向的；

空气-燃料混合装置，其被配置为向所述汽缸提供空气-燃料混合物；

空气过滤器组件，其被配置为向所述空气-燃料混合装置提供经过滤的空气，所述空气过滤器组件包括：

壳体，其包括盖子和底座，其中所述底座包括第一壳体端部和第二壳体端部，其中所述盖子被配置为可拆卸地紧固到所述底座并其中所述盖子和底座界定出内部容积；

过滤器元件，其位于所述内部容积内，所述过滤器元件包括第一过滤器端部、第二过滤器端部、以及在所述第一过滤器端部和所述第二过滤器端部之间延伸的过滤介质，其中所述过滤器元件将所述内部容积分成经过滤的容积和未经过滤的容积；

在所述过滤器元件和所述壳体之间的间隙，其被配置为允许空气在所述过滤器元件和所述壳体之间流动；

进气口，其在所述底座的第一壳体端部形成并被配置为允许空气流入所述壳体；以及

经过滤的空气出口，其在所述底座的第一壳体端部形成并与所述过滤器元件的经过滤的容积流体连通；

出口通道，其在所述底座形成将所述经过滤的空气出口流体地连接至最终空气出口，所述最终空气出口被配置为被流体地连接至所述空气-燃料混合装置，以允许经过滤的空气离开所述壳体并进入所述空气-燃料混合装置；

碎屑出口，其在所述底座的第二壳体端部处形成并被配置为允许碎屑和空气离开所述壳体；

其中所述间隙被配置为在从所述第一壳体端部朝向所述碎屑出口的第二壳体端部的方向上的第一气流通道中引导空气；

其中所述过滤器元件被配置为在流过所述过滤介质之后在第二气流通道中引导经过滤的空气，所述第二气流通道与所述第一气流通道的方向基本相反；以及

其中所述出口通道被配置为在流过所述经过滤的空气出口之后将经过滤的空气引导进第三气流通道，所述第三气流通道与所述第一气流通道的方向基本相同。

2.根据权利要求1所述的内燃机，

其中所述壳体还包括在所述盖子和所述底座中形成的多个肋条以将空气从所述进气口引向所述碎屑出口。

3.根据权利要求2所述的内燃机，其还包括在所述底座中在所述碎屑出口附近形成的凹槽，其中所述凹槽被配置为将碎屑引向所述碎屑出口。

4.根据权利要求3所述的内燃机，其中所述凹槽从入口到出口变窄。

5.根据权利要求4所述的内燃机，其中所述凹槽在所述入口和所述出口之间成角度，以将碎屑从所述入口朝向所述出口引导。

6.根据权利要求2所述的内燃机，其中所述多个肋条延伸进所述间隙中超过一半。

7.根据权利要求6所述的内燃机，其中所述盖子中的所述多个肋条包括螺旋形肋条，并且所述底座中的所述多个肋条包括螺旋形肋条。

8.根据权利要求6所述的内燃机，其中所述盖子中的所述多个肋条与所述底座中的所述多个肋条对齐，以在所述壳体内形成多个成角度的空气通道。

9.根据权利要求8所述的内燃机，其中所述盖子中的所述多个肋条包括螺旋形肋条，并且所述底座中的所述多个肋条包括螺旋形肋条。

10.根据权利要求8所述的内燃机，其中所述多个成角度的空气通道中的第一个比所述多个成角度的空气通道中的其余部分更窄；

其中所述多个成角度的空气通道中的第一个位于所述进气口附近，使得空气在进入所述多个成角度的空气通道中的其余部分之前进入所述多个成角度的空气通道中的第一个。

11.根据权利要求1所述的内燃机，其中所述进气口包括具有第一部分和第二部分的L形状；

其中，所述第一部分被配置为引导进入的空气流在与来自所述第二部分的进入的空气流结合之前基本上完成在第一个成角度的空气通道内的气旋式过滤通道。

12.根据权利要求1所述的内燃机，其中所述进气口在第一表面和第二表面之间线性地延伸，其中所述第二表面是所述底座的内表面。

13.根据权利要求1所述的内燃机，其中在所述发动机处于正常操作位置时，所述空气过滤器组件水平定向。

14.一种空气过滤器组件，其被配置为向发动机提供经过滤的空气，所述空气过滤器组件包括：

壳体，其包括盖子和底座，其中所述盖子被配置为可释放地固定到底座，并且所述盖子和所述底座界定出壳体的内部容积；

过滤器元件，其位于所述内部容积内，包括第一端部、第二端部和在所述第一端部和所述第二端部之间延伸的过滤介质，其中所述过滤器元件将所述内部容积分成经过滤的容积和未过滤的容积；

在所述过滤器元件和所述壳体之间的间隙，其被配置为允许空气在所述过滤器元件和所述壳体之间流动；

进气口，其在所述底座中形成并被配置为允许空气流入所述壳体；

碎屑出口，其在所述底座中形成并被配置为允许碎屑和空气离开所述壳体；

经过滤的空气出口，其在所述底座中形成并与所述过滤器元件的经过滤的容积流体连通，其中所述经过滤的空气出口被流体连接至空气-燃料混合装置，以允许经过滤的空气离开所述壳体并进入所述空气-燃料混合装置；以及

多个肋条，其在所述盖子和所述底座中形成以将空气流从所述进气口引导向所述碎屑出口；

其中所述多个肋条被配置为引导空气流在被所述过滤器元件过滤之前在所述间隙内完成至少两个气旋式过滤通道。

15.根据权利要求14所述的空气过滤器组件，其中所述多个肋条延伸进所述间隙中超过一半。

16.根据权利要求14所述的空气过滤器组件，其中所述盖子中的所述多个肋条与所述底座中的所述多个肋条对齐，以在所述壳体内形成多个成角度的空气通道。

17.根据权利要求16所述的空气过滤器组件，其中所述多个成角度的空气通道中的一个比所述多个成角度的空气通道中的其余部分更窄；

其中所述多个成角度的空气通道中的所述一个位于所述进气口附近，使得进入的空气在进入所述多个成角度的空气通道中的所述其余部分之前进入所述多个成角度的空气通道中的所述一个。

18.根据权利要求14所述的空气过滤器组件，其还包括在所述底座中在所述碎屑出口附近形成的凹槽，其中所述凹槽被配置为将碎屑引导向所述碎屑出口。

19.根据权利要求14所述的空气过滤器组件，其中空气基于由活塞的往复运动产生的进气压力脉冲而从所述进气口流入所述壳体。

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