CN110630416B - 一种空气滤清器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空气滤清器，包括设置在空气滤清器的出气腔内的蓄能器；蓄能器包括座体、顶板以及根部固定连接在座体上的阀芯，顶板上设有环绕在阀芯外围的气孔，顶板和座体之间设有能够伸缩的弹性气囊，气孔处设有处于常开状态的弹性阀片；弹性阀片上设有与阀芯配合的阀孔，阀芯上依次设有用于与阀孔配合的大直径段和小直径段，当弹性阀片处于打开状态时，阀孔的孔径大于大直径段的直径，当弹性阀片处于关闭状态时，阀孔的孔径不大于大直径段的直径且大于小直径段的直径；还包括作用于顶板且用于使弹性阀片具有与大直径段配合的趋势的弹簧。本发明在一种装配方式下具有自动对滤芯吹气的功能，在另一种装配方式下能够在加速情况下补充吸气量。

Description

一种空气滤清器
技术领域
本发明涉及汽车零部件，具体涉及一种空气滤清器。
背景技术
目前空气滤清器需要定期取出滤芯，对其上的灰尘进行吹落，然后装回空气滤清器，使其继续有效的过滤空气,这种方式费时费力。空滤器如不能及时将滤芯上的灰尘吹落，滤芯会因灰尘而堵塞，影响元件的滤清效率。而且当灰尘的积累开始影响到空滤器的效率时，不仅增大了进气系统的阻力，使得发动机容易出现供气不足，动力下降，而且还会降低空滤器滤芯寿命。目前市场上大多数发动机在加速情况下会出现扭力不足的情况，特别是增压发动机，而此时空气滤清器是无法补偿进气，进而提高扭矩的。
发明内容
本发明的目的是提出一种空气滤清器，以减轻或消除至少一个上述的技术问题。
本发明所述的一种空气滤清器，包括空滤器壳体和设置在所述空滤器壳体内的滤芯，所述滤芯将所述空滤器壳体分隔成进气腔和出气腔，所述出气腔内设置有蓄能器；
所述蓄能器包括阀芯、与所述空滤器壳体相连的座体以及与所述座体平行且间隔设置的顶板，所述阀芯的两端分别为所述阀芯的根部和所述阀芯的端部，所述阀芯的根部固定连接在所述座体上；所述顶板上设有环绕在所述阀芯外围的气孔，所述顶板和所述座体之间设有一个环绕在所述阀芯外围且能够伸缩的弹性气囊，所述气孔为所述弹性气囊的进出气通道，所述气孔处设有处于常开状态的弹性阀片，所述弹性阀片设置成当所述弹性气囊内的气压大于所述弹性气囊外的气压时能够在气压差的作用下关闭；
所述弹性阀片上设有与所述阀芯配合的阀孔，所述阀芯上依次设有用于与所述阀孔配合的大直径段和小直径段，所述大直径段比所述小直径段更靠近所述阀芯的根部，当所述弹性阀片处于打开状态时，所述阀孔的孔径大于所述大直径段的直径，当所述弹性阀片处于关闭状态时，所述阀孔的孔径不大于所述大直径段的直径且大于所述小直径段的直径；
还包括作用于所述顶板且用于使所述弹性阀片具有与所述大直径段配合的趋势的弹簧，所述弹簧能够驱使所述弹性阀片与大直径段配合；所述气孔面向所述滤芯或者所述气孔面向所述出气腔的出气口；
所述蓄能器具有自然状态、吸气状态、保压状态和放气状态；
当所述蓄能器处于自然状态时，所述弹性阀片与所述大直径段配合，所述弹性阀片处于打开状态；
当所述蓄能器处于吸气状态时，所述弹性阀片与所述大直径段配合，所述弹性阀片处于打开状态；
当所述蓄能器处于保压状态时，所述弹性阀片与所述大直径段配合，所述弹性阀片处于关闭状态；
当所述蓄能器处于放气状态时，所述弹性阀片与所述小直径段配合。
进一步，所述弹性气囊包括环绕在所述阀芯外围的气囊侧壁、支撑于所述座体上的气囊底壁以及支撑于所述顶板上的气囊顶壁，所述弹性阀片设置在所述气囊顶壁上。
进一步，所述气囊侧壁为弹性波纹管。
进一步，所述弹性气囊内设有底板，所述气囊底壁夹持于所述座体和所述底板之间，所述阀芯的根部通过螺纹配合的方式将所述底板、所述气囊底壁以及所述座体固定连接在一起。
进一步，所述弹性阀片呈碟形，所述弹性阀片的小直径端围成所述阀孔，所述弹性阀片的小直径端朝所述弹性气囊内部设置。
进一步，所述阀芯的端部设有第一弹簧座，所述弹簧套装在所述阀芯上，所述弹簧位于所述第一弹簧座和所述顶板之间。
进一步，所述座体和所述空滤器壳体一体成型。
进一步，所述蓄能器包括多根所述阀芯，所述顶板上设有多个分别环绕在多根所述阀芯外围的所述气孔，多个所述气孔处均设有所述弹性阀片，所述弹性气囊环绕在多根所述阀芯的外围。
本发明在一种装配方式下具有自动对滤芯吹气的功能，在另一种装配方式下能够在加速情况下补充吸气量，进而提高发动机扭矩。
附图说明
图1为实施例中所述的空气滤清器的结构示意图之一；
图2为实施例中所述的空气滤清器的结构示意图之二;
图3为实施例中所述的蓄能器的结构示意图；
图4为图3中蓄能器处于自然状态和吸气状态时的A-A剖视图；
图5为图3中蓄能器处于保压状态时的A-A剖视图；
图6为图3中蓄能器处于放气状态时的A-A剖视图.
图中：1—弹性气囊；
2—顶板；
3—阀芯；
4—弹簧；
5—第一弹簧座；
6—小直径段；
7—大直径段；
8—螺纹段；
9—底板；
10—气囊底壁；
11—气囊顶壁；
12—弹性阀片；
13—阀孔；
14—上壳体；
15—滤芯；
16—下壳体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图6所示的一种空气滤清器，包括空滤器壳体和设置在空滤器壳体内的滤芯15，滤芯15将空滤器壳体分隔成进气腔和出气腔，出气腔内设置有蓄能器；空滤器壳体由上壳体14和下壳体16连接而成；蓄能器包括阀芯3、与空滤器壳体相连的座体以及与座体平行且间隔设置的顶板2，阀芯3的两端分别为阀芯3的根部和阀芯3的端部，阀芯3的根部固定连接在座体上；座体和空滤器壳体一体成型，顶板2上设有环绕在阀芯3外围的气孔，顶板2和座体之间设有一个环绕在阀芯3外围且能够伸缩的弹性气囊1，气孔为弹性气囊1的进出气通道，气孔处设有处于常开状态的弹性阀片12，弹性阀片12设置成当弹性气囊1内的气压大于弹性气囊1外的气压时能够在气压差的作用下关闭；弹性阀片12上设有与阀芯3配合的阀孔13，阀芯3上依次设有用于与阀孔13配合的大直径段7和小直径段6，大直径段7比小直径段6更靠近阀芯3的根部，当弹性阀片12处于打开状态时，阀孔13的孔径大于大直径段7的直径，当弹性阀片12处于关闭状态时，阀孔13的孔径不大于大直径段7的直径且大于小直径段6的直径；还包括作用于顶板2且用于使弹性阀片12具有与大直径段7配合的趋势的弹簧4；气孔面向所述滤芯15或者气孔面向出气腔的出气口；
蓄能器具有自然状态、吸气状态、保压状态和放气状态；
当所述蓄能器处于自然状态时，弹性阀片12与大直径段7配合，弹性阀片12处于打开状态；
当蓄能器处于吸气状态时，弹性阀片12与大直径段7配合，弹性阀片12处于打开状态；
当蓄能器处于保压状态时，弹性阀片12与所述大直径段7配合，所述弹性阀片12处于关闭状态；
当蓄能器处于放气状态时，弹性阀片12与所述小直径段6配合。
作为一种实现方式，弹性气囊1包括环绕在阀芯3外围的气囊侧壁、支撑于座体上的气囊底壁10以及支撑于顶板2上的气囊顶壁11，弹性阀片12设置在气囊顶壁11上。作为一种优选，气囊侧壁为弹性波纹管。进一步，弹性气囊1内设有底板9，气囊底壁10夹持于座体和底板9之间，阀芯3的根部设有螺纹段8，座体和底板9上均设有与螺纹段8配合的螺纹孔，螺纹段8与座体上的螺纹孔以及底板9上的螺纹孔配合，从而将底板9、气囊底壁10以及座体固定连接在一起。
作为一种实现方式，弹性阀片12呈碟形，弹性阀片12的小直径端围成阀孔13，弹性阀片12的小直径端朝弹性气囊1内部设置。当弹性气囊1内的气压大于弹性气囊1外的气压时，在压差的作用下能够使得弹性阀片12逐渐变平，使得阀孔13的孔径逐渐缩小。
作为一种实现方式，阀芯3的端部设有第一弹簧座5，弹簧4套装在阀芯3上，弹簧4位于第一弹簧座5和顶板2之间。顶板2上设有与弹簧4配合的第二弹簧座
作为一种优选，蓄能器包括多根阀芯3，顶板2上设有多个分别环绕在多根阀芯3外围的气孔，多个气孔处均设有弹性阀片12，弹性气囊1环绕在多根阀芯3的外围。
上述的蓄能器具有四种状态：
其中P1：弹性气囊1内的绝对压强；P2：空气滤清器内的绝对压强；S1：弹性阀片12关闭时的横截面积；K1：弹性阀片12关闭时的弹簧系数；X1:弹性阀片12关闭时的位移；K2：弹性阀片12打开时的弹簧系数；X2：弹性阀片12打开时的位移；S2 ：气囊顶壁11的面积；K3 ：弹簧4的弹簧系数；X3 ：弹簧4的长度。
一、自然状态：阀孔13的孔径大于大直径段7的直径，此时弹性阀片12处于常开状态，此时P1=P2，弹性气囊1和弹簧4都处于自然状态，既未被压缩也未被拉伸。
二、吸气状态：发动机正常减速的情况下，空气滤清器内部绝对压强P2越来越大。如果弹性阀片12之前处于常开状态，那么气体从常开的阀孔13中进入弹性气囊1内，直到P1=P2；如果弹性阀片12之前处于闭合状态，那么P2增加到（P1- P2）*S1<K1*X1时，在弹性气囊1内外压强差的作用下, 弹性阀片12被向阀芯3的根部旋转到打开状态，直到（P1- P2）*S1=K2*X2，气体从阀孔13与阀芯3之间的间隙中被吸入。
三、保压状态：发动机正常加速的情况下，空气滤清器内绝对压强P2变小,当（P1-P2）*S1>K1*X1时，在弹性气囊1内外压强差的作用下,弹性阀片12被向下旋转，直到阀孔13贴合大直径段7，弹性阀片12处于闭合状态，此时阀孔13和大直径段7之间没有间隙。然后，由于弹性气囊1内的绝对压强P1高于空气滤清器内的绝对压强P2，弹性气囊1会伸展，弹性气囊1内容积逐渐增加，弹性气囊1内的绝对压强P1随之降低，同时顶板2压缩弹簧4，直到（P1-P2）*S1=K1*X1时，达到平衡。
四、放气状态：当保压状态持续到一定阶段，随着弹性气囊1的伸展，弹性阀片12运行至小直径段6处时，由于阀孔13的孔径大于小直径段6的直径，弹性气囊1内的气体可通过阀孔13与小直径段6之间的间隙放出到空气滤清器内。
放气后，弹性气囊1内的绝对压强P1会有一定下降。但如果发动机继续加速，空气滤清器内的绝对压强P2继续减小，弹性气囊1内气体也会继续放出到压强更小的空气滤清器內。如果发动机在减速或未继续加速，空气滤清器内的绝对压强P2变大，当（P1-P2）*S2<K3*X3时，在弹簧力的作用下，弹性气囊1回缩，弹性阀片12运行至大直径段7处，阀孔13的孔径小于大直径段7的直径，弹性阀片12处于闭合状态，恢复到保压状态，此时，（P1-P2）*S2=K3*X3=K1*X1*S2/S1。如果发动机继续减速，空气滤清器内的绝对压强P2继续变大，当（P1- P2）*S1<K1*X1时，弹性阀片12打开，变成吸气状态。
受出气腔的空间限制，上述的空气滤清器具有以下两种优选的装配模式：
在一种装配模式下，气孔面向滤芯15，座体设置在上壳体14的顶壁上，在蓄能器的放气状态时，蓄能器能实现对滤芯15自动吹灰，不需要定期费时费力的维护滤芯15，减小了出现滤芯15出现堵塞的可能性。
在另一种装配模式下，气孔面向出气腔的出气口，座体设置在上壳体14的侧壁上，蓄能器能在发动机加速的情况向空气滤清器内放气，实现在加速情况下补充吸气量，进而提高发动机扭矩、改善排放。

Claims (7)

1.一种空气滤清器，其特征在于，包括空滤器壳体和设置在所述空滤器壳体内的滤芯（15），所述滤芯（15）将所述空滤器壳体分隔成进气腔和出气腔，所述出气腔内设置有蓄能器；
所述蓄能器包括阀芯（3）、与所述空滤器壳体相连的座体以及与所述座体平行且间隔设置的顶板（2），
所述阀芯（3）的两端分别为所述阀芯（3）的根部和所述阀芯（3）的端部，所述阀芯（3）的根部固定连接在所述座体上；
所述顶板（2）上设有环绕在所述阀芯（3）外围的气孔，所述顶板（2）和所述座体之间设有一个环绕在所述阀芯（3）外围且能够伸缩的弹性气囊（1），所述气孔为所述弹性气囊（1）的进出气通道，所述气孔处设有处于常开状态的弹性阀片（12），所述弹性阀片（12）设置成当所述弹性气囊（1）内的气压大于所述弹性气囊（1）外的气压时能够在气压差的作用下关闭；
所述弹性阀片（12）上设有与所述阀芯（3）配合的阀孔（13），所述阀芯（3）上依次设有用于与所述阀孔（13）配合的大直径段（7）和小直径段（6），所述大直径段（7）比所述小直径段（6）更靠近所述阀芯（3）的根部，当所述弹性阀片（12）处于打开状态时，所述阀孔（13）的孔径大于所述大直径段（7）的直径，当所述弹性阀片（12）处于关闭状态时，所述阀孔（13）的孔径不大于所述大直径段（7）的直径且大于所述小直径段（6）的直径；
还包括作用于所述顶板（2）且用于使所述弹性阀片（12）具有与所述大直径段（7）配合的趋势的弹簧（4），所述弹簧（4）能够驱使所述弹性阀片（12）与大直径段（7）配合；
所述气孔面向所述滤芯（15）或者所述气孔面向所述出气腔的出气口；
所述蓄能器具有自然状态、吸气状态、保压状态和放气状态；
当所述蓄能器处于自然状态时，所述弹性阀片（12）与所述大直径段（7）配合，所述弹性阀片（12）处于打开状态；
当所述蓄能器处于吸气状态时，所述弹性阀片（12）与所述大直径段（7）配合，所述弹性阀片（12）处于打开状态；
当所述蓄能器处于保压状态时，所述弹性阀片（12）与所述大直径段（7）配合，所述弹性阀片（12）处于关闭状态；
当所述蓄能器处于放气状态时，所述弹性阀片（12）与所述小直径段（6）配合。
2.根据权利要求1所述的空气滤清器，其特征在于：所述弹性气囊（1）包括环绕在所述阀芯（3）外围的气囊侧壁、支撑于所述座体上的气囊底壁（10）以及支撑于所述顶板（2）上的气囊顶壁（11），所述弹性阀片（12）设置在所述气囊顶壁（11）上。
3.根据权利要求2所述的空气滤清器，其特征在于：所述气囊侧壁为弹性波纹管。
4.根据权利要求2所述的空气滤清器，其特征在于：所述弹性气囊（1）内设有底板（9），所述气囊底壁（10）夹持于所述座体和所述底板（9）之间，所述阀芯（3）的根部通过螺纹配合的方式将所述底板（9）、所述气囊底壁（10）以及所述座体固定连接在一起。
5.根据权利要求1所述的空气滤清器，其特征在于：所述弹性阀片（12）呈碟形，所述弹性阀片（12）的小直径端围成所述阀孔（13），所述弹性阀片（12）的小直径端朝所述弹性气囊（1）内部设置。
6.根据权利要求1所述的空气滤清器，其特征在于：所述阀芯（3）的端部设有第一弹簧座（5），所述弹簧（4）套装在所述阀芯（3）上，所述弹簧（4）位于所述第一弹簧座（5）和所述顶板（2）之间。
7.根据权利要求1所述的空气滤清器，其特征在于：所述座体和所述空滤器壳体一体成型。
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