CN112005004B - 具有声绝缘的空气过滤器 - Google Patents

Abstract

披露了一种用于包括布置在发动机舱中的燃烧发动机的发动机组件、尤其是用于机动车辆动力传动系的空气过滤器(10)，该过滤器(10)与该发动机固定在该发动机舱中，并且该过滤器包括外壳(11)，该外壳具有在上平面壁(15)与下平面壁(16)之间的竖直侧壁(14)，其特征在于，该过滤器(10)包括外部声绝缘覆盖件(30)，该外部声绝缘覆盖件围绕该外壳(11)定位并且面向该发动机。

Description

具有声绝缘的空气过滤器

技术领域

本发明涉及一种燃烧发动机，该燃烧发动机布置在机动车辆的发动机舱中并配备有空气过滤器。

本发明更具体地涉及发动机和空气过滤器的声绝缘。

背景技术

在已知的方式中，用于机动车辆的燃烧发动机包括进气回路，该进气回路用于引导新鲜空气至少朝向发动机，更具体地，进入燃烧室，在燃烧室中，新鲜空气将被混合和压缩，以便能够引起燃烧。

新鲜空气通常从车辆的前部面回收，以便被引导到空气过滤器中，该空气过滤器能够在新鲜空气进入发动机之前去除其中的任何杂质，比如灰尘。

进气回路与发动机形成动力传动系或PWT的一部分，该部分被放置在通常位于机动车辆的前部的发动机舱中。PWT的运行会产生噪声，必须对噪声水平进行控制。关于车辆发动机产生的最大噪声水平、尤其是机动车辆的PWT产生的最大噪声水平存在标准。

以此方式，目的是更好地吸收放置在机动车辆的发动机舱中的PWT的噪声。吸收PWT的噪声允许减少所述噪声在除了发动机舱以外的环境中的传播。其他环境是车辆外部和车辆内部。一定不能超过的噪声标准是指在这两种环境中由车辆的PWT的运行产生的噪声。

传递至这两种环境中的噪声水平也必须受到限制，以便限制对位于这些环境中的个人的声音干扰。

减少PWT向这两种环境传递的噪声因此至关重要。

在已知的方式中，本领域技术人员将声学材料放置在发动机舱的固定壁上。这些声学材料凭借其吸声性能对来自PWT的噪声的传播进行限制。声波被声学材料部分地或完全吸收。这些材料被称为“吸声体”。

然而，当发动机的燃烧的调节被修改以减少发动机的燃料消耗或减少排气中所包含的污染物的量时，PWT辐射的噪声水平增大。

因此，必须降低由发动机舱传递到其他环境的噪声水平。

然而，会遇到两个问题：

(1)发动机舱的所有固定表面和可用表面都已经覆盖有“吸声体”。发动机舱的其他固定表面不可用。发动机舱的其他固定表面不可用出于多种原因：“吸声体”的组装限制、过于靠近PWT的部件、发动机舱中的空气循环限制或其他原因；

(2)在一定范围的频率之上，当现有“吸声体”的厚度增大时，不再有任何增益。在这些声学材料中，吸收随着声波的频率而增加。超过某一厚度，声波在吸收性材料中完全衰减。

为了减少传递至发动机舱外部的噪声，需要增大可能被“吸声体”覆盖的PWT的表面。

这些表面受到限制的原因与那些与发动机舱的吸声体有关的原因不同，比如“吸声体”的温度性能限制，PWT的外壳的表面非常拥挤、有肋且被多个管道和传感器穿过，以及需要循环空气来冷却PWT的表皮。

PWT的各元件可能产生噪声或传播噪声，这些元件包括发动机的空气过滤器。

众所周知，声绝缘体被放置在机器的外壳内部。

文献WO 9319291-A1提出了涉及在空气过滤器的外壳内部集成由泡沫制成的带有封闭小室的高阻尼声绝缘覆盖件的绝缘。所述文献提出用两件式的声学复合体覆盖空气过滤器的壁：与空气过滤器的外壁接触的开放小室泡沫覆盖件和位于复合体外部的高度压缩的封闭小室泡沫覆盖件。该文献提出衰减空气过滤器内部(导管和体积)产生的噪声。开放小室允许最大限度地吸收材料中的噪声。封闭小室用于对在材料中传播的噪声提供隔离作用。

外部覆盖件用于将来自空气过滤器内部的噪声向开放小室吸收性材料进行反射。

这种方法的缺点是，它意味着声学复合体几乎不吸收到达空气过滤器的外部噪声。待处理的噪声源主要在空气过滤器外部。

本发明的目的是克服这些问题，并且本发明的目的之一是一种用于机动车辆的燃烧发动机的具有优化声绝缘的空气过滤器。

发明内容

本发明更具体地涉及一种用于机动车辆的包括布置在发动机舱中的燃烧发动机的动力传动系的空气过滤器，所述过滤器与该发动机固定在发动机舱中，并且所述过滤器包括在上平面壁与下平面壁之间具有竖直侧壁的外壳，

其特征在于，所述过滤器包括围绕该外壳并且面向该发动机的外部声绝缘覆盖件。

有利地，声绝缘覆盖件覆盖空气过滤器。所述覆盖件由吸声材料形成，以用于降低噪声水平和噪声的传播。

根据本发明的其他特征：

-该绝缘覆盖件覆盖空气过滤器的自由和清除的至少一部分。

有利地，覆盖件延伸以至少覆盖空气过滤器的清除部分(即所述过滤器的不太可能被动力传动系的其他元件隐藏的部分)以便从可用空间中受益并提高降噪效率。

-该绝缘覆盖件保持压靠在该空气过滤器的外壁上。

有利地，绝缘覆盖件保持压靠在空气过滤器的外壁上，以便优化由空气过滤器形成的组件的空间要求，同时覆盖绝缘覆盖件。

-该绝缘覆盖件通过快速且可逆的固定装置保持抵靠该空气过滤器的外壁。

有利地，绝缘覆盖件保持抵靠空气过滤器的外壁，以便一方面利于将所述覆盖件围绕所述过滤器安装，另一方面，当由过滤器和绝缘覆盖件形成的组件将被回收时，利于将所述覆盖件从过滤器上移除，而不会产生污染。

-该绝缘覆盖件包括包围该空气过滤器的出口的孔口。

有利地，绝缘覆盖件包括包围空气过滤器的出口的孔口，以便完全覆盖空气过滤器的外壳。

-该绝缘覆盖件由具有柔性结构的吸收性材料形成。

有利地，绝缘覆盖件由具有柔性结构的吸收性材料形成，以便利于将所述覆盖件围绕空气过滤器安装。

-该绝缘覆盖件由密度小于100g/l的材料形成。

有利地，绝缘覆盖件由密度小于100g/l的材料形成，以便减少噪声的传播。

-该绝缘覆盖件由交联聚氨酯泡沫形成。

有利地，低密度交联聚氨酯泡沫是提供良好噪声吸收性能的材料。

-该绝缘覆盖件通过模制获得。

有利地，绝缘覆盖件通过模制获得，以便获得与带有突起和肋的空气过滤器形状完全相适合的声绝缘覆盖件。

-该绝缘覆盖件以两部分获得，以便分别覆盖该空气过滤器的本体。

有利地，声绝缘覆盖件由大致连接的两部分构成，以用于完全覆盖空气过滤器并利于更换过滤筒，这涉及将覆盖件从空气过滤器上拆下。

附图说明

通过阅读本发明的通过非限制性示例的方式提供的并且在附图中示出的特定实施例的以下描述，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见，在附图中：

-图1是根据现有技术的空气过滤器的示意性横截面视图；

-图2是根据本发明的空气过滤器的示意性横截面视图。

具体实施方式

在以下说明中，相同的附图标记指示相同或具有相似功能的零件。

在已知的方式中，具有燃烧发动机组件的机动车辆包括空气过滤器，该空气过滤器用于在进气气流进入所述发动机之前从进气气流中去除不希望的颗粒。空气过滤器通常布置在所述车辆的发动机舱中，在该发动机舱中布置有动力传动系，该动力传动系包括燃烧发动机，该燃烧发动机具有用于其运行所需的元件，例如具有水泵。通常，不希望的颗粒可能是灰尘或昆虫，但在一些情况下，也可能是会严重损坏发动机的砂粒。

如图1所示，空气过滤器10通常是优选由塑料材料制成的外壳11，过滤筒(未示出)容纳在该外壳中，该外壳包括连接至供气导管的上游开口12和连接至朝向发动机的进气回路导管的下游开口13。空气过滤器的外壳11大致是平行六面体形状，具有位于上平面壁15与下平面壁16之间的竖直侧壁14。贯穿说明书的其余部分，术语空气过滤器与空气过滤器外壳相关联，过滤筒是已知的、并且不是本发明的要素。空气过滤器至少包括两个连接和可拆卸的部分，即本体17和覆盖件18，以便能够打开过滤器并更换过滤筒。优选地，空气过滤器10的内表面是光滑的，以便不干扰外壳内部的气流。

然而，空气过滤器的壁14、15、16也必须是足够刚性的以限制变形(称为“呼吸”变形)，其以壁的收缩和膨胀的形式表现，所述壁受到进气回路中的空气脉动的影响。

为了限制壁的这些变形，已知的是壁14、15、16的厚度增大，或者在所述壁上布置朝向空气过滤器的外侧19旋转的加强肋22。

空气过滤器可以布置在发动机上方(未示出)或者远离发动机，如图1和图2所示。当空气过滤器远离发动机时，如图1和图2所示，空气过滤器固定在支撑件20上，该支撑件是发动机舱的壁、或者是发动机舱中存在的部件(未示出)。空气过滤器经受发动机所产生的各种振动，这些振动一方面是发动机在运行期间传递的振动，例如内部激励和空气导管的壁的激励，另一方面是当空气过滤器固定至支撑件20上时PWT相对于空气过滤器的移动，该支撑件固定至车辆的车身上。

为了减少这些振动，空气过滤器10可以通过过滤衬垫21固定在该支撑件上。这些衬垫用于减少空气过滤器传递至其支撑件和车辆其他部分的振动。根据这种布置，竖直侧壁14以及上平面壁15和下平面壁16被呈现为没有或清除了任何可能隐藏它们的障碍物。

根据本发明，由吸收性材料形成的声绝缘覆盖件30包围空气过滤器。

优选地，吸收性材料具有柔性结构。

在由空气过滤器周围区域的限制所限定的受限环境中，很难使用具有刚性结构的吸声材料，比如三聚氰胺泡沫或高密度(大于100g/l)聚氨酯泡沫(或PUR泡沫)。事实上，具有刚性内部结构的吸收性材料趋向于更硬，这造成了对于围绕空气过滤器本体的安装问题，尤其是如果空气过滤器本体局部地包括相对于本体的表面的突起。例如，所述突起是用于连接至空气导管的大致管状元件。

在由空气过滤器周围区域的限制所限定的受限环境中，也很难使用多重覆盖型吸声材料。通常，所述多重覆盖材料包括由吸收性材料制成的覆盖件，该覆盖件刚性地连接至热压壳体。因此，将多重覆盖材料压靠在空气过滤器的壁上包括将热压壳体压靠在空气过滤器的壁上，并且将带有吸收性材料的绝缘覆盖件朝向外侧，以便与空气过滤器的所述壁相对，从而获得所期望的吸收效果。

然而，所述热压支撑壳体对于表面具有显著曲率半径的几何形状是相当不容许的。因此，本领域技术人员在这些几何形状具有相当光滑的表面(即，很少或没有超过此表面的肋)时使用这种类型的材料。为了使用具有热压壳体的多重覆盖材料，使空气过滤器刚度得以确保的加强肋应该能够被移除，而这是不可能的。

玻璃纤维基吸收性材料的使用也是已知的。玻璃纤维可以用粘合剂处理，并且通过热压而形成在两个防水和防油的无纺膜覆盖件之间。这种吸收性材料在无纺膜下保持吸收性能。然而，热压与确保空气过滤器刚度的加强肋22不太相容。因此，当使用这种技术时，吸收体的量被最小化。

通常，围绕空气过滤器本体安装声绝缘覆盖件存在问题，尤其是当所述本体局部包括相对于本体的壁的表面形成显著突起的区域时。所述有问题的区域例如是连接元件的区域或导管的连接的区域。在所述区域中，通过玻璃纤维热压所获得的材料被证明难以折叠或扭曲。

此外，与声绝缘覆盖件30的安装的灵活性问题相关联的问题是玻璃纤维基材料随时间的耐久性问题，如果纤维在安装到空气过滤器本体期间断裂，实际上会降低声绝缘覆盖件的效能。这种吸收性材料的实际安装约束条件事实上导致绝缘覆盖件的表面和厚度受到限制，其中这种材料与本体的壁接触。

根据本发明的优选实施例，声绝缘覆盖件30通过模制成空气过滤器本体及其加强肋的形状而获得。绝缘覆盖件于是具有旨在朝向空气过滤器旋转的内部面，所述内部面至少采取具有加强肋的空气过滤器本体的压痕形状。因此获得绝缘覆盖件30，该绝缘覆盖件的内壁的形状与空气过滤器外壳的外壁相匹配。

有利地，该内部面的形状易于通过模制获得，因为所述形状覆盖了空气过滤器的壁，该空气过滤器的壁已经根据相对于将塑料零件脱模的约束条件而进行设计。

在本发明的优选实施例中，模制成外壳11及其肋22的形状的吸收性材料由低密度交联聚氨酯泡沫制成。优选地，材料的密度小于100g/l，并且可以包括在15g/l至100g/l的范围内。以此方式，材料的柔性利于其围绕本体和肋22的组装，并且其吸声特性得以保持。

优选地，绝缘覆盖件包括基本上围绕空气过滤器本体的区域的切割区域，该空气过滤器本体包括相对于空气过滤器本体的表面的突起，以便利于围绕空气过滤器安装所述绝缘覆盖件。通过提醒的方式，所述区域例如是连接元件的区域或空气导管的连接的区域。在围绕空气过滤器本体安装所述绝缘覆盖件之前，可以提供在这些切割区域中切割绝缘覆盖件的操作，使得切割区域的边缘和在绝缘覆盖件与存在突起的区域之间的边界相符。

根据一个实施例，尤其当空气过滤器被固定在发动机上方并且不具有自由或清除的下部面时，绝缘覆盖件可以采取钟形形状，并且可以通过模制由单个零件产生。

根据一个实施例，尤其当空气过滤器由支撑件支撑并且远离发动机时，由吸收性材料制成的绝缘覆盖件通过两部分模制获得，以便一方面分别覆盖空气过滤器的本体，另一方面覆盖空气过滤器的覆盖件。

优选地，凭借快速且可逆的固定装置，绝缘覆盖件保持压靠在空气过滤器的外壁上。所述装置例如是销，这些销穿过所述覆盖件以便被推入空气过滤器的壁上挖空的固定孔口中。因此，将绝缘覆盖件抵靠空气过滤器的壁进行固定快速且简单。该固定是可逆的，即所述覆盖件可以主要在再循环元件形成空气过滤器时从空气过滤器上移除。事实上，抵靠空气过滤器的壁粘附的绝缘覆盖件更难以移除，这可能在空气过滤器运行结束时产生污染。根据优选实施例，所述覆盖件移除简单，而不会在所述壁上留下粘附的碎屑。

声绝缘覆盖件的形状和材料的管理允许获得吸收性材料覆盖件，该吸收性材料覆盖件的外表面保持在围绕空气过滤器的可用体积中。

目标得以实现：声绝缘覆盖件30由源自模制的吸声体形成，然后通过包围空气过滤器简单且可逆地固定，一方面允许空气过滤器产生的噪声被吸收，另一方面减少燃烧发动机的运行噪声的传播。

当然，本发明不限于以上通过举例方式描述的这个示例的专有实施例，相反，本发明涵盖所有的替代性实施例。快速且可逆的固定装置可以与所示出的固定装置不同。

Claims (9)

1.一种用于机动车辆的包括布置在发动机舱中的燃烧发动机的发动机组件的空气过滤器(10)，所述空气过滤器(10)与该发动机固定在该发动机舱中，并且所述空气过滤器包括外壳(11)，该外壳具有在上平面壁(15)与下平面壁(16)之间的竖直侧壁(14)，

其特征在于，所述空气过滤器(10)包括围绕该外壳(11)并且面向该发动机的外部声绝缘覆盖件(30)，该外部声绝缘覆盖件(30)通过快速且可逆的固定装置保持抵靠该空气过滤器的外壁。

2.如权利要求1所述的空气过滤器(10)，其特征在于，该外部声绝缘覆盖件(30)覆盖该空气过滤器的自由和清除的至少一个部分。

3.如权利要求1或2所述的空气过滤器(10)，其特征在于，该外部声绝缘覆盖件(30)包括包围该空气过滤器的出口的孔口。

4.如权利要求1或2所述的空气过滤器(10)，其特征在于，该外部声绝缘覆盖件(30)由具有柔性结构的吸收性材料形成。

5.如权利要求1或2所述的空气过滤器(10)，其特征在于，该外部声绝缘覆盖件(30)由密度小于100g/l的材料形成。

6.如权利要求5所述的空气过滤器(10)，其特征在于，该外部声绝缘覆盖件(30)由低密度交联聚氨酯泡沫形成。

7.如权利要求1或2所述的空气过滤器(10)，其特征在于，该外部声绝缘覆盖件(30)通过模制获得。

8.如权利要求1或2所述的空气过滤器(10)，其特征在于，该外部声绝缘覆盖件(30)以两部分获得，以便分别覆盖该空气过滤器的外壳(11)。

9.如权利要求1或2所述的空气过滤器(10)，其特征在于，该空气过滤器用于动力传动系。

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