CN113417780A - 发动机进气过滤装置自清洁系统及自清洁方法、挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发动机进气过滤装置自清洁系统及自清洁方法、挖掘机，发动机进气过滤装置自清洁系统，包括：发动机；进气过滤装置；分配装置，用于接收输出管道输出的空气并利用第一分配口和第二分配口对空气进行分配和输出；能量回收装置，包括出气口、与第一分配口连接的第一进气口、第二进气口和压缩装置，第二进气口用于在能量回收装置工作时通入排气管道输出的尾气并利用尾气驱动压缩装置对第一进气口输入的空气进行压缩；储气罐，包括入罐口和出罐口，出罐口用于向进气过滤装置输出存储在储气罐中的空气并利用空气对进气过滤装置进行清洁；第一阀组件，设于出罐口和进气过滤装置之间。

Description

发动机进气过滤装置自清洁系统及自清洁方法、挖掘机

技术领域

本发明涉及进气系统清洁领域，特别涉及一种发动机进气过滤装置自清洁系统及自清洁方法、挖掘机。

背景技术

发动机的进气系统通常都包括进气过滤装置对进入发动机工作前的空气进行过滤，例如柴油机的进气系统通常包括空气预滤器、空气滤清器，在进入柴油机之前，空气在空气预滤器的离心分离作用下质量较大的颗粒被过滤掉，然后空气的质量较轻的颗粒被空气滤清器过滤，然后进入柴油机燃烧室燃烧。传统的发动机的进气系统通常设置有机械式或电子式进气阻力报警器，在进气过滤装置的堵塞时会报警，但都是仅提供报警功能，无法对发动机的进气过滤装置进行清洁，对进气过滤装置例如空气滤清器的清洁一般采用人工敲击滤芯表面的操作。人工敲击滤芯表面的方式不仅容易破坏滤纸而且会使得部分灰尘进入滤纸内表面，发动机运行后会吸入这部分灰尘容易造成发动机早磨。对一些粉尘量较大的施工区域，滤芯需要频繁清理，操作手的劳动强度较大，严重影响生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机进气过滤装置自清洁系统，利用该系统可以利用多余的空气和回收发动机尾气的能力对进气过滤装置进行方便、有效和节能地清洁。

本发明第一方面公开一种发动机进气过滤装置自清洁系统，包括：

发动机，包括用于输入工作气体的进气管道和用于排出尾气的排气管道；

进气过滤装置，用于输入空气和对输入的空气进行过滤，包括用于输出过滤后的空气的输出管道；

分配装置，与所述输出管道连接，包括第一分配口和与所述进气管道连接用于向所述发动机提供工作气体的第二分配口，用于接收所述输出管道输出的空气并利用所述第一分配口和所述第二分配口对所述空气进行分配和输出；

能量回收装置，包括出气口、与所述第一分配口连接的第一进气口、与所述排气管道连接的第二进气口和压缩装置，所述第一进气口用于在所述能量回收装置工作时通入所述第一分配口输出的空气，所述第二进气口用于在所述能量回收装置工作时通入所述排气管道输出的尾气并利用所述尾气驱动所述压缩装置对所述第一进气口通入的空气进行压缩，所述出气口用于在所述能量回收装置工作时输出压缩后的所述空气；

储气罐，包括与所述出气口连接的入罐口和与所述进气过滤装置连接的出罐口，所述入罐口用于输入从所述出气口输出的所述压缩后的空气并将其存储在所述储气罐中，所述出罐口用于向所述进气过滤装置输出存储在所述储气罐中的空气并利用所述空气对所述进气过滤装置进行清洁；

第一阀组件，设于所述出罐口和所述进气过滤装置之间，用于通断以控制所述出罐口是否向所述空气过滤装置输出所述用于清洁所述进气过滤装置的所述空气。

在一些实施例中，还包括与所述能量回收装置和所述第一阀组件信号连接的控制装置，所述控制装置被配置为用于控制所述能量回收装置是否工作和控制所述第一阀组件的通断。

在一些实施例中，还包括设于所述第二分配口和所述进气管道之间的第二阀组件，所述第二阀组件与所述控制装置信号连接，所述控制装置被配置为控制所述第二阀组件的通断以控制所述第二分配口与所述进气管道之间的连通和断开。

在一些实施例中，所述分配装置包括与所述发动机信号连接的分配阀，所述分配阀被配置为根据所述发动机的工作负载通过所述第二分配口向所述发动机分配空气。

在一些实施例中，还包括用于检测所述进气过滤装置的进气阻力的检测装置，所述发动机进气过滤装置自清洁系统被配置为当所述检测装置检测到所述进气过滤装置的进气阻力超过预设阈值时发出警报信号，并在经过预设时间后对所述发动机的工作性能进行限制。

在一些实施例中，所述出罐口和所述进气过滤装置之间还设有单向阀。

在一些实施例中，所述发动机为柴油机，所述进气过滤装置包括空气预滤器和空气滤清器，所述出罐口输出的所述空气用于对所述空气滤清器进行清洁。

本发明第二方面公开一种挖掘机，包括任一所述的发动机进气过滤装置自清洁系统。

本发明第三方面公开一种发动机进气过滤装置的自清洁方法，应用任一所述的发动机进气过滤装置自清洁系统对所述进气过滤装置进行清洁。

在一些实施例中，包括：

对过滤后的空气一部分分配给发动机进行工作，剩余的空气从第一分配口输出；

对发动机的尾气的能量进行回收，利用回收的能量对从第一分配口输出的空气进行压缩并对压缩后的空气进行储存；

利用储存的压缩后的空气对进气过滤装置进行清洁。

在一些实施例中，还包括：

检测进气过滤装置的进气阻力，在进气阻力超过预设阈值时发出警报信号，并在经过预设时间后对所述发动机的工作性能进行限制。

在一些实施例中，还包括：

检测进气过滤装置的进气阻力包括检测进气过滤装置的进气前后的压力，根据检测结果判断进气过滤装置的进气阻力。

在一些实施例中，还包括：

在对进气过滤装置进行清洁开始前检测发动机是否处于运行状态，如果检测到发动机处于运行状态，则禁止继续对进气过滤装置的清洁工作。

基于本发明提供的发动机进气过滤装置自清洁系统，通过设置分配装置、能量回收装置和与分别与能量回收装置以及进气过滤装置连接的储气罐，可以在满足发动机正常工作进气需求的情况下，利用发动机尾气的能力对多余的空气进行压缩存储，以用于清洁进气过滤装置。本发明能够回收发动机尾气能量、对进气过滤装置过滤的多余进气进行利用，不需要借助其他工具就能够方便、有效地对进气过滤装置进行清洁。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的发动机进气过滤装置自清洁系统一个实施例的结构原理示意图；

图2为为本发明另一实施例的发动机进气过滤装置自清洁系统一个实施例的部分结构原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

本实施例的发动机进气过滤装置自清洁系统包括发动机、进气过滤装置、分配装置、能量回收装置、储气罐和第一阀组件。

发动机包括用于输入工作气体的进气管道和用于排出尾气的排气管道。经过进气过滤装置过滤后的空气从进气管道进入发动机，发动机中的燃料和空气反应燃烧做功，发动机做功后的尾气从排气管道排出。在如图1所示的实施例中，发动机包括柴油机，在一些图示未示出的实施例中，发动机包括汽油机。

进气过滤装置用于输入空气和对输入的空气进行过滤，进气过滤装置包括用于输出过滤后的空气的输出管道。进气过滤装置用于从周围环境中输入空气，然后对空气进行过滤后从输出管道输出。在如图1所示的实施例中，进气过滤装置包括空气预滤器和空气滤清器。空气预滤器主要对空气中体积、质量较大的污染物进行过滤，空气滤清器主要对空气中体积、质量较小的污染物进行过滤。

分配装置与输出管道连接，分配装置包括与能量回收装置的第一进气口连接的第一分配口和与发动机的进气管道连接的用于向发动机提供工作气体的第二分配口，分配装置用于接收输出管道输出的空气并利用第一分配口和第二分配口对空气进行分配和输出。从进气过滤装置的输出管道输出的经过过滤后的空气进入分配装置中，分配装置对空气进行分配，一部分空气从第二分配口输出进入发动机中，作为发动机的工作气体满足发动机的正常工作需要，另一部分空气从第一分配口往能量回收装置的第一进气口输出。分配装置的设置能够对空气进行合理的分配，使输出的空气既能满足发动机的正常工作需要，又能够对多余的空气进行利用。

能量回收装置包括出气口、与第一分配口连接的第一进气口、与排气管道连接的第二进气口和压缩装置。第一进气口用于在能量回收装置工作时通入第一分配口输出的空气，第二进气口用于在能量回收装置工作时通入排气管道输出的尾气，并利用尾气驱动压缩装置对第一进气口通入的空气进行压缩。出气口用于在能量回收装置工作时输出压缩后的空气。能量回收装置主要用于对发动机的尾气的能量进行回收利用，在工作时利用尾气的能量驱动压缩装置对分配装置从第一分配口输出的多余的空气进行压缩利用。在一些实施例中，能量回收装置包括涡轮增压装置，能量回收装置的涡轮增压装置的设置以及对尾气的利用可以参考现有技术的发动机废气再循环系统中用于对废气再利用的涡轮增压装置。

储气罐包括与出气口连接的入罐口和与进气过滤装置连接的出罐口，入罐口用于输入从能量回收装置的出气口输出的压缩后的空气并将其存储在储气罐中，能量回收装置在工作时利用尾气的能量将分配装置输出的分配装置输出的多余的空气进行压缩后，从出气口输出到储气罐中进行存储。在对进气过滤装置进行清洁时，储气罐中的压缩空气从出罐口输出，输送至进气过滤装置对进气过滤装置进行清洁。在如图1的实施例中，进气过滤装置包括空气预滤器和空气滤清器，对进气过滤装置的清洁主要是对空气滤清器进行清洁，压缩气体从出罐口输出至空气滤清器后，对空气滤清器进行吹扫，使空气滤清器上的污染物从空气滤清器上脱落，减少空气滤清器的进气阻力。

第一阀组件设于出罐口和进气过滤装置之间，第一阀组件用于通断以控制出罐口是否向空气过滤装置输出用于清洁进气过滤装置的空气。第一阀组件通断指的是第一阀组件打开或者关闭，第一阀组件打开时，第一阀组件连通进气过滤装置和储气罐，储气罐中的压缩空气可以对进气过滤装置进行吹扫。第一阀组件关闭时，储气罐与进气过滤装置之间的清洁管路断开，储气罐中的气体不对进气过滤装置进行吹扫。

本实施例的发动机进气过滤装置自清洁系统，通过设置分配装置、能量回收装置和与分别与能量回收装置以及进气过滤装置连接的储气罐，可以在满足发动机正常工作进气需求的情况下，利用发动机尾气的能力对多余的空气进行压缩存储，以用于清洁进气过滤装置。本发明能够回收发动机尾气能量、对进气过滤装置过滤的多余进气进行利用，不需要借助其他工具就能够方便、有效地对进气过滤装置进行清洁。

在一些实施例中，如图1所示，发动机进气过滤装置自清洁系统还包括与能量回收装置和第一阀组件信号连接的控制装置，控制装置被配置为用于控制能量回收装置是否工作和控制第一阀组件的通断。设置控制装置，有助于提高发动机进气过滤装置自清洁系统的自动控制水平，在需要对进气过滤装置进行清洁时，控制装置能够控制第一阀组件打开，在能量回收装置需要工作或者需要关闭时，通过控制装置均能实现方便快捷地控制。

在一些实施例中，如图1所示，分配装置包括与发动机信号连接的分配阀，分配阀被配置为根据发动机的工作负载通过第二分配口向发动机分配空气。在一些实施例中，分配阀与发动机的整车控制器信号连接，分配阀可以通过与控制装置的信号连接实现与整车控制器间接信号连接，控制装置与整车控制器信号连接，控制装置通过整车控制器中的发动机的工作负载信息确定发动机需要的空气量，然后控制分配阀将发动机工作需要的空气量通过第二分配口分配给发动机。在一些其他实施例中，发动机的工作负载也可以通过设置扭矩传感器、转速传感器对发动机的输出轴进行测量等方式进行获取。在一些实施例中，分配装置还包括流量计，分配装置通过设置流量计能够实施实时判断分配给发动机的空气流量与发动机的需求流量是否匹配。

在一些实施例中，如图1所示，发动机进气过滤装置自清洁系统还包括设于第二分配口和进气管道之间的第二阀组件，在如图所示的实施例中，第二阀组件设于柴油机和分配阀之间。第二阀组件与控制装置信号连接，控制装置被配置为控制第二阀组件的通断以控制第二分配口与进气管道之间的连通和断开。设置第二阀组件，可以在发动机进行工作时，使第二阀组件打开，使发动机正常工作。在对空气滤清器进行清洁时，关停发动机，关闭第二阀组件，防止因为清洁被污染的空气进入发动机中。

在一些实施例中，第一阀组件和第二阀组件包括与控制装置信号连接受控制装置控制的电控阀，例如电磁换向阀、球阀等能够实现通断功能的阀。

在一些实施例中，如图2所示，发动机进气过滤装置自清洁系统还包括用于检测进气过滤装置的进气阻力的检测装置，发动机进气过滤装置自清洁系统被配置为当检测装置检测到进气过滤装置的进气阻力超过预设阈值时发出警报信号，并在经过预设时间后对发动机的工作性能进行限制。当控制装置与发动机信号连接，控制装置能够控制发动机工作性能，例如控制发动机的转速转矩时，检测装置与控制装置信号连接，检测装置在检测到进气阻力后将检测结果报送给控制装置，控制装置根据检测结果控制发动机，当检测结果超过预设阈值时，控制装置在一段时间后对发动机的工作性能进行限制。当发动机受其他控制器控制，例如受整车控制器控制工作性能时，检测装置与整车控制器信号连接，检测装置将检测结果发送给整车控制器，整车控制器根据检测结果控制发动机。本实施例当进气阻力超过预设阈值时，系统能自动发出报警信号提醒操作人员，并且能够给出一段时间让系统先维持正常工作，并在经过一段时间后强制操作人员去清洁进气过滤装置，以免进气过滤装置的清洁情况进一步恶化，最终对系统产生不利后果。在如图2所示的实施例中，检测装置通过检测进气过滤装置的入口的进口压力p1和出口压力p2，通过进口压力p1和出口压力p2的压力差即可判断进气阻力。当进气过滤装置包括空气预滤器和空气滤清器，检测装置主要检测空气滤清器的进气阻力时，检测装置可以测量空气滤清器的进口压力和出口压力来判断空气滤清器的进气阻力。

在一些实施例中，如图1所示，出罐口和进气过滤装置之间还设有单向阀。设置单向阀，在对进气过滤装置进行清洁时，有助于防止对进气过滤装置进行清洁后的被污染的气体倒流回储气罐。

在一些实施例中，储气罐内还设有安全阀和与安全阀和控制装置信号连接的压力检测装置，当压力检测装置检测的压力超过压力警报值后，安全阀对储气罐卸压，同时控制装置根据压力检测装置的检测结果停止能量回收装置的工作。

在一些实施例中，发动机为柴油机，进气过滤装置包括空气预滤器和空气滤清器，出罐口输出的空气用于对空气滤清器进行清洁。

在一些实施例还公开一种挖掘机，包括任一上述的发动机进气过滤装置自清洁系统。

在一些实施例中还公开一种发动机进气过滤装置的自清洁方法，应用任一上述的发动机进气过滤装置自清洁系统对进气过滤装置进行清洁。

在一些实施例中，发动机进气过滤装置的自清洁方法包括：

对过滤后的空气一部分分配给发动机进行工作，剩余的空气从第一分配口输出；

对发动机的尾气的能量进行回收，利用回收的能量对从第一分配口输出的空气进行压缩并对压缩后的空气进行储存；

利用储存的压缩后的空气对进气过滤装置进行清洁。

在一些实施例中，发动机进气过滤装置的自清洁方法还包括：

检测进气过滤装置的进气阻力，在进气阻力超过预设阈值时发出警报信号，并在经过预设时间后对发动机的工作性能进行限制。

在一些实施例中，发动机进气过滤装置的自清洁方法还包括：

检测进气过滤装置的进气阻力包括检测进气过滤装置的进气前后的压力，根据检测结果判断进气过滤装置的进气阻力。

在一些实施例中，发动机进气过滤装置的自清洁方法还包括：

在对进气过滤装置进行清洁开始前检测发动机是否处于运行状态，如果检测到发动机处于运行状态，则禁止继续对进气过滤装置的清洁工作。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (13)

1.一种发动机进气过滤装置自清洁系统，其特征在于，包括：

发动机，包括用于输入工作气体的进气管道和用于排出尾气的排气管道；

进气过滤装置，用于输入空气和对输入的空气进行过滤，包括用于输出过滤后的空气的输出管道；

分配装置，与所述输出管道连接，包括第一分配口和与所述进气管道连接用于向所述发动机提供工作气体的第二分配口，用于接收所述输出管道输出的空气并利用所述第一分配口和所述第二分配口对所述空气进行分配和输出；

能量回收装置，包括出气口、与所述第一分配口连接的第一进气口、与所述排气管道连接的第二进气口和压缩装置，所述第一进气口用于在所述能量回收装置工作时通入所述第一分配口输出的空气，所述第二进气口用于在所述能量回收装置工作时通入所述排气管道输出的尾气并利用所述尾气驱动所述压缩装置对所述第一进气口输入的空气进行压缩，所述出气口用于在所述能量回收装置工作时输出压缩后的所述空气；

储气罐，包括与所述出气口连接的入罐口和与所述进气过滤装置连接的出罐口，所述入罐口用于输入从所述出气口输出的所述压缩后的空气并将其存储在所述储气罐中，所述出罐口用于向所述进气过滤装置输出存储在所述储气罐中的空气并利用所述空气对所述进气过滤装置进行清洁；

第一阀组件，设于所述出罐口和所述进气过滤装置之间，用于通断以控制所述出罐口是否向所述空气过滤装置输出所述用于清洁所述进气过滤装置的所述空气。

2.如权利要求1所述的发动机进气过滤装置自清洁系统，其特征在于，还包括与所述能量回收装置和所述第一阀组件信号连接的控制装置，所述控制装置被配置为用于控制所述能量回收装置是否工作和控制所述第一阀组件的通断。

3.如权利要求2所述的发动机进气过滤装置自清洁系统，其特征在于，还包括设于所述第二分配口和所述进气管道之间的第二阀组件，所述第二阀组件与所述控制装置信号连接，所述控制装置被配置为控制所述第二阀组件的通断以控制所述第二分配口与所述进气管道之间的连通和断开。

4.如权利要求1所述的发动机进气过滤装置自清洁系统，其特征在于，所述分配装置包括与所述发动机信号连接的分配阀，所述分配阀被配置为根据所述发动机的工作负载通过所述第二分配口向所述发动机分配空气。

5.如权利要求1至4任一所述的发动机进气过滤装置自清洁系统，其特征在于，还包括用于检测所述进气过滤装置的进气阻力的检测装置，所述发动机进气过滤装置自清洁系统被配置为当所述检测装置检测到所述进气过滤装置的进气阻力超过预设阈值时发出警报信号，并在经过预设时间后对所述发动机的工作性能进行限制。

6.如权利要求1所述的发动机进气过滤装置自清洁系统，其特征在于，所述出罐口和所述进气过滤装置之间还设有单向阀。

7.如权利要求1至6任一所述的发动机进气过滤装置自清洁系统，其特征在于，所述发动机为柴油机，所述进气过滤装置包括空气预滤器和空气滤清器，所述出罐口输出的所述空气用于对所述空气滤清器进行清洁。

8.一种挖掘机，其特征在于，包括如权利要求1至7任一所述的发动机进气过滤装置自清洁系统。

9.一种发动机进气过滤装置的自清洁方法，其特征在于，应用如权利要求1至7任一所述的发动机进气过滤装置自清洁系统对所述进气过滤装置进行清洁。

10.如权利要求9所述的发动机进气过滤装置的自清洁方法，其特征在于，包括：

对过滤后的空气一部分分配给发动机进行工作，剩余的空气从第一分配口输出；

对发动机的尾气的能量进行回收，利用回收的能量对从第一分配口输出的空气进行压缩并对压缩后的空气进行储存；

利用储存的压缩后的空气对进气过滤装置进行清洁。

11.如权利要求10所述的发动机进气过滤装置的自清洁方法，其特征在于，还包括：

检测进气过滤装置的进气阻力，在进气阻力超过预设阈值时发出警报信号，并在经过预设时间后对所述发动机的工作性能进行限制。

12.如权利要求11所述的发动机进气过滤装置的自清洁方法，其特征在于，还包括：

检测进气过滤装置的进气阻力包括检测进气过滤装置的进气前后的压力，根据检测结果判断进气过滤装置的进气阻力。

13.如权利要求11所述的发动机进气过滤装置的自清洁方法，其特征在于，还包括：

在对进气过滤装置进行清洁开始前检测发动机是否处于运行状态，如果检测到发动机处于运行状态，则禁止继续对进气过滤装置的清洁工作。

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