CN111305982A - 一种空气滤清器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气滤清器，涉及机动车零部件技术领域。该空气滤清器包括外壳、主滤芯总成和固定件；外壳包括进风端盖、出风端盖和用于连接进风端盖与出风端盖的侧壁，侧壁上设置有一开口；主滤芯总成通过开口安装于外壳内，且与外壳相配合以将开口封闭；固定件设置于主滤芯总成与进风端盖之间，用于压紧固定主滤芯总成。本发明提供的空气滤清器，固定件将主滤芯总成压紧固定于外壳内，在进行空气滤清器的维护时，只需将固定件取出，便可将主滤芯总成从空气滤清器内取出，操作简单。

Description

一种空气滤清器

技术领域

本发明涉及机动车零部件技术领域，尤其涉及一种空气滤清器。

背景技术

随着汽车排放法规的日趋严格，内燃机尾气处理系统更加复杂和庞大，所以发动机舱内留给其他发动机部件的安装空间越来越小，如空气滤清器总成的安装空间。同时发动机的单位功率越来越高，这对发动机进气量的要求也同步升高，这就要求空气滤清器总成的体积要设计的更小，同时其性能反而要求更高。这种小型化的空气滤清器的滤芯的维护保养都是从侧面开口进行的。

传统的结构是在侧面开口处加装一个侧盖来封住开口，并固定主滤芯。但是这种装配结构在做滤芯维护时，需要打开侧盖，这种操作比较麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空气滤清器，以实现在进行维护时，便于主滤芯总成从空气滤清器内部取出。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种空气滤清器，其中包括：

外壳，所述外壳包括进风端盖、出风端盖和用于连接所述进风端盖与所述出风端盖的侧壁，所述侧壁上设置有一开口；

主滤芯总成，所述主滤芯总成通过所述开口安装于所述外壳内，且与所述外壳相配合以将所述开口封闭；

固定件，所述固定件设置于所述主滤芯总成与所述进风端盖之间，用于压紧固定所述主滤芯总成。

可选地，所述固定件为楔形结构件。

可选地，所述楔形结构件的两侧均设置有第一密封圈，所述第一密封圈设置于所述楔形结构件与所述主滤芯总成之间和所述楔形结构件与所述侧壁之间；或，

所述第一密封圈设置于所述楔形结构件与所述主滤芯总成之间和所述楔形结构件与所述进风端盖之间。

可选地，所述楔形结构件设置为网格栅结构。

可选地，所述楔形结构件上设置有用于与所述外壳固定的固定结构。

可选地，所述楔形结构件上设置有推拉结构。

可选地，所述楔形结构件的楔形角度为2°～20°。

可选地，所述主滤芯总成包括：

主滤芯，所述主滤芯为直流式滤芯；

壳体，所述壳体包括连接部和框架，所述连接部设置于所述框架的一端，所述主滤芯设置于所述框架内，所述主滤芯总成通过所述开口放入所述空气滤清器内后，所述连接部与所述外壳相配合以将所述开口封闭。

可选地，所述框架沿轴线方向的两端，一端设置有挡板，另一端为敞口结构，所述主滤芯从所述敞口结构安装于所述框架内；所述挡板用于阻挡所述主滤芯。

可选地，所述挡板的周向设置有第二密封圈，所述第二密封圈用以所述主滤芯总成与所述外壳之间的密封。

本发明的有益效果：

本发明提供的空气滤清器，将主滤芯总成通过外壳上的开口安装于外壳内，且与外壳配合以将开口封闭；通过将固定件设置于主滤芯总成与进风端盖之间，用于主滤芯总成的轴向压紧固定。本发明提供的空气滤清器，固定件将主滤芯总成固定于外壳内，在进行空气滤清器的维护时，只需将固定件取出，便可将主滤芯总成从空气滤清器内取出，对主滤芯进行保养，操作简单。

本发明提供的空气滤清器，将固定件设置为楔形结构件，减小了固定件插入和拔出时第一密封圈与密封面之间的摩擦阻力，使得固定件的插入和拔出更顺畅。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的空气滤清器的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的主滤芯总成的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的主滤芯总成的壳体的结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的楔形结构件的结构示意图；

图5是本发明实施例一提供的空气滤清器的剖视图；

图6是本发明实施例一提供的楔形结构件插拔时施力距离b的计算示意图；

图7是本发明实施例一提供的无楔形结构件时主滤芯总成进气端流体流场的模拟分布图；

图8是本发明实施例一提供的有楔形结构件时主滤芯总成进气端流体流场的模拟分布图；

图9是本发明实施例一提供的无楔形结构件时主滤芯总成进气端流体流速的模拟分布图；

图10是本发明实施例一提供的有楔形结构件时主滤芯总成进气端流体流速的模拟分布图；

图11是本发明实施例一提供的空气滤清器维护方法的流程示意图。

图中：

1、外壳；2、主滤芯总成；3、楔形结构件；4、安全滤芯总成；

11、进风端盖；12、出风端盖；13、侧壁；21、连接部；22、框架；23、主滤芯；31、第一密封槽；32、固定结构；33、第一把手；51、第一密封圈；52、第二密封圈；53、第三密封圈；

211、连接面；212、第一连接板；213、第二连接板；214、加强筋；221、导向结构；222、挡板；223、第二密封槽；

2111、第二把手。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种空气滤清器，包括外壳1、主滤芯总成2和固定件；外壳1包括进风端盖11、出风端盖12和用于连接进风端盖11与出风端盖12的侧壁13，侧壁13上设置有一开口；主滤芯总成2通过开口安装于外壳1内，且与外壳1相配合以将开口封闭；固定件设置于主滤芯总成2与进风端盖11之间，用于压紧固定主滤芯总成2。

本实施例提供的空气滤清器，将主滤芯总成2通过外壳1上的开口安装于外壳1内，且与外壳1配合以将开口封闭；通过将固定件设置于主滤芯总成2与进风端盖11之间，用于主滤芯总成2的轴向压紧固定。本实施例提供的空气滤清器，固定件将主滤芯总成2固定于外壳1内，在进行空气滤清器的维护时，只需将固定件取出，便可将主滤芯总成2从空气滤清器内取出，对主滤芯23进行保养，操作简单。

在本实施例中，进风端盖11、出风端盖12和侧壁13之间通过螺钉固定连接。当然在其他实施例中，进风端盖11、出风端盖12和侧壁13也可以设置为一体结构。

可选地，如图2和图3所示，主滤芯总成2包括主滤芯23和壳体，主滤芯23为直流式滤芯；壳体包括连接部21和框架22，连接部21设置于框架22的一端，主滤芯23设置于框架22内，主滤芯总成2通过开口放入空气滤清器内后，连接部21与外壳1相配合以将开口封闭。

本实施例提供的主滤芯总成2可直接与空气滤清器的外壳1配合将其与外界阻隔，在进行空气滤清器维护时，可直接将主滤芯总成2取出，对主滤芯23进行保养，使得空气滤清器的维护保养更方便、且不易损坏。

在本实施例中，进一步地，主滤芯23为直流式滤芯，空气从直流式滤芯的一端进入，另一端流出，主滤芯23形状可以是圆形的，椭圆形或者方形。在本实施例中，主滤芯23为椭圆形。框架22和主滤芯23的外形结构一致，设置为截面为椭圆结构，圆周面将主滤芯23包围，连接部21设置于圆周面的一端。在框架22的圆周面上设有栅栏格，用于增加圆周面的支撑强度。

具体地，连接部21包括连接面211、第一连接板212和第二连接板213，第一连接板212沿连接面211的两侧向外延伸且对称设置，第二连接板213分别自连接面211的顶部和底部沿垂直于连接面211的方向设置，连接面211通过第一连接板212和第二连接板213与空气滤清器的外壳1配合以封闭开口。在本实施例中，连接面211为弧形面，弧形面与框架22的圆周面的一端配合连接，第一连接板212沿弧形面的两侧延伸，第二连接板213沿弧形面的径向延伸，第一连接板212和第二连接板213配合以封闭空气滤清器外壳1的开口。具体地，第一连接板212的和第二连接板213上均设置有加强筋214，可以理解的是，在本实施例中连接部21不仅用于封闭空气滤清器的开口，还用于支撑主滤芯23，加强筋214增加了连接部21的支撑强度。

优选地，在本发明另一个可选地实施例中，在第一连接板212与空气滤清器外壳1配合的部位增加密封槽，用以安装密封条，以增强空气滤清器的密封性。

在本发明可选地另一实施例中，连接部21与空气滤清器外壳1的连接也可以为卡接或者旋配。

在本实施例中，弧形面上设置有第二把手2111，第二把手2111的设置便于维护人员将主滤芯总成2推入空气滤清器内或将主滤芯总成2从空气滤清器内抽出。

具体地，框架22沿轴线方向的两端，一端设置有挡板222，另一端为敞口结构，主滤芯23从敞口结构安装于框架22内；挡板222用于阻挡主滤芯23。在本实施例中，设置有挡板222的一端靠近出风端盖12一侧设置，敞口结构的一端靠近进风端盖11一侧设置，主滤芯23从敞口结构装入框架22，并用胶体将框架22与主滤芯23轴向和圆周之间的缝隙密封，以避免灰尘通过缝隙进入。优选地，挡板22为网格栅结构，使得挡板22不仅可以起到阻挡主滤芯23的作用，还可以使气流顺利通过并从出风口排出。

可选地，如图3和图5所示，挡板222的圆周设置有第二密封圈52，第二密封圈52用以主滤芯总成2与外壳1之间的密封。在本实施例中，挡板222的圆周设置有第二密封槽223，第二密封槽223内设置有第二密封圈52，第二密封圈52设置于挡板222的圆周与出风端盖12之间，以防止脏空气不经过主滤芯总成2而直接进入主滤芯23下游。

在本实施例中，框架22的周向两侧设置有导向结构221，导向结构221用于引导主滤芯总成2插入空气滤清器。在本实施例中，导向结构221设置为导向块，在空气滤清器外壳1内部设置有与导向块相配合的导向槽，在主滤芯总成2插入空气滤清器内部时，通过导向块和导向槽配合实现快速安装。

可选地，如图4和图5所示，固定件为楔形结构件3，具体为楔形插板。在本实施例中，当主滤芯总成2插入外壳1内后，需要在轴向定位。楔形结构件3插入主滤芯总成2和进风端盖11之间的间隙，将主滤芯总成2压紧固定。

具体地，如图4和图5所示，楔形结构件3的两侧均设置有第一密封圈51，第一密封圈51设置于楔形结构件3与主滤芯总成2之间和楔形结构件3与侧壁13之间；或，第一密封圈51设置于楔形结构件3与主滤芯总成2之间和楔形结构件3与进风端盖11之间。在本实施例中，楔形结构件3的两侧均设置有第一密封槽31，第一密封槽31用于安装第一密封圈51，第一密封圈51为普通的O型密封圈，进风端盖11靠近楔形结构件3的一侧设置有凸缘，楔形结构件3的一侧和主滤芯总成2通过周向的第一密封圈51压紧密封，另一侧和进风端盖11的凸缘通过周向的第一密封圈51压紧密封，用以防止脏空气不经过进风口而直接从楔形结构件3与外壳1之间的缝隙进入主滤芯23。当然在其他实施例中，第一密封槽31也可以设置主滤芯总成2和进风端盖11上。

在本发明另一个可选地实施例中，楔形结构件3的一侧与主滤芯总成2通过第一密封圈51压紧密封，另一侧与侧壁13通过周向的第一密封圈51压紧密封，也可以防止灰尘进入主滤芯23。

可选地，如图4所示，楔形结构件3上设置有用于与外壳1固定的固定结构32。在本实施例中，固定结构32为卡扣，卡扣与外壳1的外缘配合将楔形结构件3扣在外壳1上固定。

优选地，楔形结构件3上设置有推拉结构。在本实施例中，推拉结构为第一把手33，第一把手33的设置便于楔形结构件3的插入与拔出。在其他实施例中，推拉结构也可以为推杆或其他结构。

本实施例提供的空气滤清器，将固定件设置为楔形结构件3，减小了固定件插入和拔出时第一密封圈51与密封面之间的摩擦阻力，使得固定件的插入和拔出更顺畅。

如图5所示，在本实施例中，空气滤清器还包括安全滤芯总成4，安全滤芯总成4设置于主滤芯总成2和出风端盖12之间，且安全滤芯总成4与出风端盖12之间设置有第三密封圈53，以防止脏空气不经过安全滤芯而直接进入出风口。安全滤芯与主滤芯23相互配合，使得空气滤清器较传统空气滤清器的过滤面积更大，而且起到双重过滤的作用，在主滤芯23的过滤功能下降时，安全滤芯还能起到安全过滤的作用。一般情况下，只需要对主滤芯23进行保养。本实施例提供的空气滤清器，从进风口进来的气流通过楔形结构件3的网格栅结构，使气流更顺畅地流入主滤芯23，再经过挡板222流入安全滤芯，通过安全滤芯再进入出风口，起到滤除空气中灰尘、砂粒的作用，保证气缸中进入足量、清洁的空气。

在本实施例中，如图5所示，将固定件插入外壳1内固定主滤芯总成2时，两侧的第一密封圈51开始和密封面(主滤芯总成2和楔形结构件3与第一密封圈51的接触面、进风端盖11的凸缘和楔形结构件3与第一密封圈51的接触面)接触，第一密封圈51在轴线方向会被压缩产生弹力，该弹力会导致第一密封圈51的表面和密封面产生摩擦力，摩擦力会随着第一密封圈51压缩量的增加而增加，该摩擦力为固定件插入时所受到的阻力。固定件的两侧若为平行结构，在一开始进入开口时就会压缩第一密封圈51，这样整个插入过程会一直有很大的摩擦力存在，插入非常困难；在拆卸时，固定件拔出的过程中同样有很大的摩擦力在整个拔出过程中都会存在，很难顺畅地拔出固定件。

而将固定件设置为楔形结构件3，可以使楔形结构件3在一开始插入楔形空间时，第一密封圈51和密封面没有接触，所以没有摩擦力的产生，插入非常顺畅，而在接近底部时，第一密封圈51和密封面才开始接触，这时只需在较短的插入距离上施加力就可以插入到底部，反之，在拔出楔形结构件3时，也只需在初始一小段距离用力，便可拔出。

优选地，本实施例中楔形结构件3的楔形角度为2°～20°。在本实施例中，楔形结构件3的楔形角度为4°。如图6所示，假设楔形结构件3两侧的第一密封圈51的总压缩量a为4mm，楔形角度为α，计算楔形结构件3插拔时施力的距离b：

当a＝4mm，α＝2°时，b＝114.5mm；

当a＝4mm，α＝4°时，b＝57.2mm；

当a＝4mm，α＝6°时，b＝38mm；

当a＝4mm，α＝10°时，b＝22.7mm；

当a＝4mm，α＝15°时，b＝14.9mm；

当a＝4mm，α＝20°时，b＝10.9mm。

从以上计算可知，如果要b距离足够短，需要加大楔形α的角度。但楔形角度的增加，将增加空气滤清器轴线方向的空间，为了将空气滤清器所占用的空间尽量缩小，所以将此楔形角度控制在2°～20°之间。

优选地，楔形结构件3设置为网格栅结构。网格栅结构将楔形结构件3内部隔成许多小的通道，使得通过进风口的气流更顺畅的流入主滤芯总成2，从而降低了流阻。

为了验证本实施例提供的楔形结构件3设置为网格栅结构降低流阻的功能，本实施例提供了流体动力学分析及实验测试，如图7所示，在没有楔形结构件3时，进风端盖11与主滤芯总成2之间的空间流场比较乱，有明显的涡流发生；如图8所示，增加楔形结构件3后，网格栅具有理顺气流的作用，涡流发生不明显，从而改善了流体性能，降低了流阻。

从图9和图10的流速分布图也可以看出，不带楔形结构件3时，主滤芯23的进风端流速分布非常不均，流速也高。带楔形结构件3时，网格栅使流场更均匀、平顺，使整体流速也有明显下降，降低了流阻。同时，流场的均匀可以使上游过来的杂质更平均的分布到整个主滤芯23端面，从而更有效的利用主滤芯23的过滤面积，使得主滤芯23的主要性能之一的容灰量也有提升。

如图11所示，本实施例还提供了上述空气滤清器的维护方法，其步骤包括：

S10、对楔形结构件3施加拉力，先释放楔形结构件3两侧其中一侧的第一密封圈51，再释放另一侧的第一密封圈51，使楔形结构件3脱离外壳1；

可选地，在S10之前，还包括打开楔形结构件3与外壳1固定的固定结构32。

在本实施例中，在进行空气滤清器维护时，只需将楔形结构件3上的卡扣打开，维护人员通过第一把手33向靠近进风端盖11方向拉动楔形结构件3，使得楔形结构件3靠近主滤芯总成2一侧的第一密封圈51释放，然后再向靠近主滤芯总成2方向拉动楔形结构件3，释放另一侧的第一密封圈51，最后向上拉动楔形结构件3，将其从外壳1内取出。

S20、将主滤芯总成2向靠近进风端盖11一侧倾斜，以释放主滤芯总成2与外壳1之间的第二密封圈52，将主滤芯总成2从外壳1内取出。

将楔形结构件3取出后，主滤芯总成2与进风端盖11之间具有间隙，通过第二把手2111向靠近进风端盖11的一侧拉动主滤芯总成2，使得主滤芯总成2与外壳1之间的第二密封圈52释放，从而将主滤芯总成2从外壳1内取出。将主滤芯总成2取出后，将主滤芯23从框架22的敞口结构端取出，进行维护保养。

将主滤芯23维护保养完成后，将其从框架22的敞口结构端安装于框架22内，通过第二把手2111将主滤芯总成2从外壳1的开口处放置于外壳1内，在安装主滤芯总成2时，主滤芯总成2倾斜预设角度，使得框架22周向的导向块与外壳1内的导向槽配合实现快速安装，倾斜预设角度的目的是为了防止主滤芯总成2与出风端盖12产生干涉，当主滤芯总成2完全进入外壳1内时，再将其向靠近安全滤芯的一侧推动，使其安装到位。在本实施例中，预设角度为4°。主滤芯总成2安装到位后，通过第一把手33将楔形结构件3插入主滤芯总成2与进风端盖11之间的间隙处，使得楔形结构件3两侧的第一密封圈51分别与主滤芯总成2和进风端盖11抵接，楔形结构件3安装到位后，通过楔形结构件3上的卡扣将其与外壳1固定。

本实施例提供的空气滤清器维护方法，应用于上述空气滤清器，通过对楔形结构件3施加拉力，先释放楔形结构件3两侧其中一侧的第一密封圈51，再释放另一侧的第一密封圈51，使楔形结构件3脱离外壳1；然后将主滤芯总成2向靠近进风端盖11的一侧倾斜，以释放主滤芯总成2与外壳1之间的第二密封圈52，将主滤芯总成2从外壳1内取出。本发明提供的空气滤清器维护方法，在维护保养时更方便，降低了维护人员的操作难度。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：位于楔形结构件3与进风端盖11一侧的第一密封圈51设置在进风端盖11上，设置于进风端盖11上的第一密封圈51的横截面为U型，第一密封圈51的U型槽卡接于进风端盖11的凸缘上，U型槽的底端与楔形结构件3抵接，用于进风端盖11与楔形结构件3之间的密封。本实施例为了适应在进风端盖11上在圆周上的厚度不便于设置第一密封槽31而设置的，增加了本发明提供的空气滤清器适用的广泛性。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种空气滤清器，其特征在于，包括：

外壳(1)，所述外壳(1)包括进风端盖(11)、出风端盖(12)和用于连接所述进风端盖(11)与所述出风端盖(12)的侧壁(13)，所述侧壁(13)上设置有一开口；

主滤芯总成(2)，所述主滤芯总成(2)通过所述开口安装于所述外壳(1)内，且与所述外壳(1)相配合以将所述开口封闭；

固定件，所述固定件设置于所述主滤芯总成(2)与所述进风端盖(11)之间，用于压紧固定所述主滤芯总成(2)。

2.根据权利要求1所述空气滤清器，其特征在于，所述固定件为楔形结构件(3)。

3.根据权利要求2所述空气滤清器，其特征在于，所述楔形结构件(3)的两侧均设置有第一密封圈(51)，所述第一密封圈(51)设置于所述楔形结构件(3)与所述主滤芯总成(2)之间和所述楔形结构件(3)与所述侧壁(13)之间；或，

所述第一密封圈(51)设置于所述楔形结构件(3)与所述主滤芯总成(2)之间和所述楔形结构件(3)与所述进风端盖(11)之间。

4.根据权利要求2所述空气滤清器，其特征在于，所述楔形结构件(3)设置为网格栅结构。

5.根据权利要求2所述空气滤清器，其特征在于，所述楔形结构件(3)上设置有用于与所述外壳(1)固定的固定结构(32)。

6.根据权利要求2所述空气滤清器，其特征在于，所述楔形结构件(3)上设置有推拉结构。

7.根据权利要求2所述空气滤清器，其特征在于，所述楔形结构件(3)的楔形角度为2°～20°。

8.根据权利要求1所述空气滤清器，其特征在于，所述主滤芯总成(2)包括：

主滤芯(23)，所述主滤芯(23)为直流式滤芯；

壳体，所述壳体包括连接部(21)和框架(22)，所述连接部(21)设置于所述框架(22)的一端，所述主滤芯(23)设置于所述框架(22)内，所述主滤芯总成(2)通过所述开口放入所述空气滤清器内后，所述连接部(21)与所述外壳(1)相配合以将所述开口封闭。

9.根据权利要求8所述空气滤清器，其特征在于，所述框架(22)沿轴线方向的两端，一端设置有挡板(222)，另一端为敞口结构，所述主滤芯(23)从所述敞口结构安装于所述框架(22)内；所述挡板(222)用于阻挡所述主滤芯(23)。

10.根据权利要求9所述空气滤清器，其特征在于，所述挡板(222)的周向设置有第二密封圈(52)，所述第二密封圈(52)用以所述主滤芯总成(2)与所述外壳(1)之间的密封。

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