專利名稱：空氣濾清器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與發(fā)動機制造業(yè)技術(shù)領(lǐng)域有關(guān)，即與汽車和拖拉機的內(nèi)燃發(fā)動機有關(guān)，更準確地說，涉及空氣濾清器。
空氣濾清器可以在柴油機和氣化器發(fā)動機上，用來濾去進入發(fā)動機的空氣中的灰塵，也可以用于其他空氣或氣體的濾清系統(tǒng)。
本發(fā)明的空氣濾清器最好用來替代在空氣中含有油蒸汽和炭黑的惡劣條件下工作的，有油槽的空氣濾清器，或具有紙片濾清元件的干式濾清器。
B.E.馬耶夫(B.E.MaeB)、H.H.波諾馬列夫(H.H.nOHOMapeB)在“汽車拖拉機發(fā)動機的空氣濾清器”(“機械制造工業(yè)出版社”，1971年出版、莫斯科、第76-77頁)中公開了一種濾清器，這種濾清器具有垂直布置的圓筒形殼體，進氣管位于殼體中並與其同軸線，在進氣管的外表面與殼體的內(nèi)表面之間形成一環(huán)形空隙。在此空隙內(nèi)放置過濾元件，例如裝在剛性的環(huán)狀被穿有孔的盒子里的錦綸纖維。盒子的高度小于殼體內(nèi)進氣管的長度。沿著空氣流動的方向，在裝有濾清元件的盒子后面設(shè)置出氣管，此出氣管直接與內(nèi)燃機的進氣管相連。
殼體的下部是它的底，其中盛滿了油，並且管道的出氣孔的位置高于油面。
在殼體底的油層深處固定了一個與管道同軸線的碗狀油槽，此油槽中也裝滿了油。從進氣管流出來的含塵的空氣流向下流向油槽，以氣流的動壓把油層從油槽中壓出，並將其噴成霧狀。被噴散的油滴與空氣流混合，並把濾清元件的下層沾濕。含有灰塵的空氣與油接觸，油就蒙在塵粒上，與其結(jié)合在一起。重的塵粒與過剩的油一起。從濾清元件的表面上又流回殼體的底部。其余的塵粒和空氣流一起碰到濾清元件下部浸油層，而沉積在濾清元件的纖維上。
然而，沿表面油的噴濺是不均勻的。當(dāng)裝有上述空氣濾清器的汽車或拖拉機在凹凸不平的地形條件行駛時，空氣濾清器可能發(fā)生傾斜，以致過濾元件的一部分區(qū)段浸油過多，而剩下的其余區(qū)段卻實際上沒有沾著油。油沾得少的濾清元件的纖維對于塵粒的阻力就比較小，結(jié)果，塵粒便穿過濾清元件而進入發(fā)動機，造成發(fā)動機過早磨損。而來自沾油很多的纖維上過剩的油也和塵粒一起進入發(fā)動機內(nèi)，對發(fā)動機的工作產(chǎn)生不良影響，也造成磨損。
法國專利文獻FR.A.1536325中的空氣濾清器也是公知的，它具有圓筒形殼體，進氣管垂直地布置在殼體內(nèi)，實際上與殼體同軸線，在進氣管的外表面與殼體的內(nèi)表面之間形成空隙，在此空隙內(nèi)放置主濾清元件。沿空氣流動的方向，在此主濾清元件的后面，設(shè)置與內(nèi)燃機的腔室相連的排氣管，而在靠近管道排氣孔一側(cè)的殼體下端設(shè)置輔助濾清元件。在端面與輔助濾清元件之間的殼體下部放置油。輔助濾清元件上有與進氣管同軸線的通孔，其尺寸明顯地小于進氣管的直徑。
在發(fā)動機工作時，通過進氣管流動的一部分空氣流入到輔助濾清元件的通孔中，並流過此孔，碰撞在位于殼體下部的輔助濾清元件下面的油層上。帶塵粒的空氣的壓頭相當(dāng)高，而輔助濾清元件的空隙占其容積的1/2，結(jié)果油滴便穿過濾清元件，直接混入從進氣管進入主濾清元件的空氣流內(nèi)。
當(dāng)汽車或拖拉機在凹凸不平的地段上行駛時(一般駕駛時都是這種情況)，在上述那種空氣濾清器中，輔助濾清元件可以防止過多的油液灑出，從而減少油液進入發(fā)動機內(nèi)。然而，由于油的液面相對于來自進氣管的空氣流的傾角不斷改變，使得油噴灑得不夠，並且不均勻，因而主濾清元件上沾的油也不均勻，從而增大了塵粒進入發(fā)動機的可能性，也就是降低了空氣濾清的效果。此外，當(dāng)汽車或拖拉機的傾斜角度很大，或者行駛速度急劇變化時，或者當(dāng)撞上障礙物等情況時，一部分油液會甩出來，通過輔助濾清元件進入主濾清元件，使得主濾清元件吸油過多，而這些油液會和灰塵一起進入發(fā)動機內(nèi)，使發(fā)動機產(chǎn)生劇烈的磨損。
所有這些因素都降低了空氣濾清器的容塵量，而容塵量是決定濾清元件阻止灰塵數(shù)量的。並且，由于在殼體下部有大量的油液存在，就必須嚴格地垂直安裝空氣濾清器，然而，從緊湊地安裝在汽車或拖拉機的車身里這個角度來看，垂直安裝並不總是合理的。
本發(fā)明的主要任務(wù)就是創(chuàng)造一種空氣濾清器，這種空氣濾清器的輔助濾清元件的構(gòu)造和它在空氣濾清器的殼體內(nèi)的布置，能保證增大濾清元件的容塵量而不需向空氣濾清器內(nèi)注入油液，這樣，就可以把空氣濾清器安裝成與水平線成任何角度。
本發(fā)明的實質(zhì)在于，空氣濾清器包括有一殼體，進氣管設(shè)置在該殼體內(nèi)，實際上與殼體同軸線，在進氣管的外表面與殼體內(nèi)表面之間形成空隙，在此空隙內(nèi)裝有主濾清元件，沿著空氣流動的方向，在主濾清元件的后面設(shè)置排氣管，而在從管道出口孔-側(cè)靠近殼體的端部，設(shè)置有輔助濾清元件，按照本發(fā)明，在輔助濾清元件上，開設(shè)實際上與進氣管同軸線的一朝向管道出口孔的凹穴，此凹穴在靠近管道出口孔的表面上的最大尺寸，超過上述進氣管的直徑。
為了提高濾去空氣中灰塵的效率，凹穴在輔助濾清元件表面上的最大尺寸，最好限定在管道直徑的1.10～2.45倍的范圍內(nèi)，而凹穴的深度最好限定在管道直徑的0.3～4.0倍的范圍內(nèi)。
為了進一步提高濾去空氣中灰塵的效率，可以把凹穴的表面制成有交替的凸部和凹部的波紋形表面。
為了簡化空氣濾清器的制造，最好把輔助濾清元件的高度制成這樣，即它朝向管道孔的表面與主濾清元件的朝向凹穴的表面接觸。
為了增加輔助濾清元件的容塵量，在輔助濾清元件上加工出穿通的孔道是適合的。
按照本發(fā)明所制造的空氣濾清器，由于采用了帶有實際上與進氣管同軸線的凹穴輔助濾清元件，就能提高空氣濾清器濾去空氣中灰塵的效率，並增加了它的容塵量，因而也就提高了它在最高阻力下的工作壽命。因為，當(dāng)空氣流在凹穴內(nèi)在離心力的作用下旋轉(zhuǎn)時，大多數(shù)塵粒都沉淀在輔助濾清元件中了，從而減少了進入主濾清元件的灰塵。
此外，在輔助濾清元件上有凹穴，就可以有效地除去空氣中的灰塵，這樣不需要注入油液。而這也使得可以把空氣濾清器更緊湊地安裝在任何位置上。
根據(jù)本發(fā)明的這種空氣濾清器的結(jié)構(gòu)，能顯著地節(jié)約油液的消耗。
下面結(jié)合附圖，詳細地說明本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明並不只限于這些實施例。
圖1表示本發(fā)明的空氣濾清器總圖的縱剖面圖;
圖2是輔助濾清元件的軸側(cè)視圖;
圖3是圖2中所示的輔助濾清元件實施例的縱剖面圖;
圖4是本發(fā)明的空氣濾清器的一個實施例的縱剖視圖;
圖5是圖4中的Y-Y剖面圖;
圖6是本發(fā)明的空氣濾清器又一個實施例的縱剖面圖。
圖1、2中所示的空氣濾清器包括有圓筒形殼體1，殼體1用鋼板制成，它由可拆卸的兩部分1“a”和1“b”組成。在殼體1中，實際上進氣管2與殼體同軸線設(shè)置，在進氣管2的外表面與殼體1的內(nèi)表面之間形成空隙3。在該空氣濾清器的實施例中，進氣管2由兩段可拆卸的部分2“a”和2“b”組成，在這兩部分的接合處用環(huán)形密封墊圈4密封，墊圈4用彈性材料例如橡膠制成。在間隙3中設(shè)置主濾清元件5，元件5中有纖維組織例如錦綸纖維，裝在圓筒形的金屬制成的盒6內(nèi)。盒6內(nèi)有環(huán)形外凸邊7，在凸邊7上套有V形密封環(huán)8。帶有密封環(huán)8的凸邊7的位置正好夾在殼體1的分開的兩部分1“a”和1“b”之間，而這兩部分例如借助于彈性卡子(圖中未表示出)把它們夾緊。
盒6的兩端有可讓空氣沿著箭頭A穿過濾清元件5的填料的許多孔洞9。沿著空氣流動的方向(箭頭A的方向)，在濾清元件5的后面，在靠近殼體1的上端10附近裝有排氣管11，此排氣管11與內(nèi)燃機的進氣管連通(圖中未表示出)。
在殼體1的另一端12附近，在進氣管2的出口孔13一側(cè)設(shè)有輔助濾清元件14，它例如用有彈性的、無覆蓋層的多孔泡沫聚氨脂泡沫塑料制成。
在輔助濾清元件14上，在朝向管道2的出氣孔13的一面加工出有凹穴15，凹穴15實際上與管道同軸線。在輔助濾清元件14靠近管道2的出氣孔13的表面16上，凹穴15的最大尺寸D大于管道2的直徑d，等于管道2直徑d的1.10～2.45倍。
如果輔助濾清元件表面16上的凹穴15的尺寸D達到管道直徑d的2.45倍，那么塵粒實際上不會到達凹穴15的壁17。這時，灰塵沉淀在輔助濾清元件14上的效果急劇下降，使得進入到主濾清元件5的灰塵增多。
如果凹穴15在輔助濾清元件14的表面16上的尺寸D，小于進氣管2的直徑d的1.1倍，則由于凹穴15的表面積不夠，此表面將很快被灰塵所堵滿，阻礙塵粒滲入到輔助濾清元件14的深處。這樣也會使進入到主濾清元件5的灰塵增加。
在本實施例中，凹穴15在表面16上的尺寸D，等于管道2直徑d的2倍。
凹穴15的深度H在管道2直徑d的0.3～4.0倍范圍內(nèi)。
如果深度H超過管道2直徑d的4倍，將使空氣濾清器的尺寸顯著增大，而塵粒卻達不到凹穴15的底部。
如果凹穴15的深度H小于管道2直徑d的0.3倍，那么凹穴15的總表面積就不夠大。
在本實施例中，凹穴15的深度H等于管道2的直徑d。
在主濾清元件5與排氣管之間的空隙中，也設(shè)置了一個環(huán)形的濾清元件19。一般，這個濾清元件19的密實度要大于濾清元件5和14的密實度。
圖2中所示的輔助濾清元件14的凹穴15的壁17是傾斜的，加工成向表面16擴展的截面錐形狀。但凹穴15可以做成各種不同的形狀，例如碗形的，圓筒形的，或復(fù)雜形狀的等。
在圖3所示的輔助濾清元件14的實施例中，凹穴15的壁17′制成有交替的凸部和凹部的波紋形，並且這些凸部和凹部的方向與輔助濾清元件14的表面16的方向平行。
圖4、5中所示的空氣濾清器的實施例與圖1、2中所示的空氣濾清器的區(qū)別在于，它把相應(yīng)的主濾清元件5和輔助濾清元件14加工成好象是一個整體，也就是說，輔助濾清元件14的高度H1是這樣來確定的，使它的朝向管道2出氣孔13的表面16和主濾清元件5朝向凹穴15的表面20相接觸。這時，兩個濾清元件5和14放置在一個共同的金屬盒6內(nèi)，盒6中有格柵狀的插入物21，用來防止錦綸纖維落入到凹穴15內(nèi)。在凹穴15的底18上，開有孔21“a”。
在圖6所示的空氣濾清器中，輔助濾清元件14的凹穴15底部的中央，制成有穿通的孔洞，該孔洞與由殼體1的內(nèi)壁和輔助濾清元件14的外表面所形成的空間23和由凹穴15所圍成的空間相通。
以上我們描述了用來實現(xiàn)本發(fā)明的最佳實施例，然而很明顯，對于精通本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可以在不超出本發(fā)明權(quán)利要求的各項原則的范圍內(nèi)，對這些實施例進行一些變化。
圖1、2中所示的空氣濾清器的實施例是按照下述方式工作的。起動汽車或拖拉機的發(fā)動機(圖中未表示出)。由于通過空氣濾清器而與大氣相通的內(nèi)燃機汽缸中的真空，含有灰塵的空氣便沿著箭頭A的方向被吸入到設(shè)置在殼體1內(nèi)的進氣管2中。當(dāng)空氣從進氣管2的出口孔13流出時，撞在輔助濾清元件14的凹穴15上，向相反方向流動。此時，一部分空氣流Q1通過凹穴15的能透氣的壁17滲入到輔助濾清元件14內(nèi)，並在元件14內(nèi)改變方向，從其表面16流出。氣流Q1中的部分塵粒和空氣一起深入到濾清元件14。這時，一方面由于一般的過濾作用，另一方面也由于塵粒在濾清元件14靠近殼體1的區(qū)域，受到離心力的作用離開了氣流路線，塵粒便沉淀下來。
另一部分靠近進氣管2內(nèi)壁的空氣流Q2則沿著最小阻力的路線，流入到進氣管2的出口孔13與輔助濾清元件14的凹穴15之間的空隙中。氣流Q2部分中的塵粒由于離心力的作用而脫離它的運動軌道，落在凹穴15的壁17的表面上。為了改善塵粒的沉淀，在裝配過程中一般用油把輔助濾清器14浸濕。
為了增強灰塵從氣流Q2部分中沉淀出來的作用，凹穴15的壁17的表面(圖3)制成帶有凸部和凹部的波紋狀。
沒有被圖1、2中的濾清元件14濾清的塵粒，則沖向主濾清元件5的表面20。所有在空氣流Q1和Q2部分剩下的塵?；旧隙荚谥鳛V清元件5的纖維上沉積下來，而如果有大顆粒塵粒流動，那么在它流動的通道上還會碰到予先用油浸過的濾清元件19。
因此，當(dāng)空氣流進入排氣管11時，實際上已經(jīng)把灰塵完全清除掉。
圖4、5中所示的空氣濾清器，其工作情況與圖1、2中所示空氣濾清器相似，所不同的只是它的過濾主要依靠上述用于氣流Q1的機構(gòu)。濾清元件14最好予先用油浸濕，過剩的油可通過孔21“a”排出。
圖6中所示的空氣濾清器的工作情況和圖1、2、4、5中所示空氣濾清器的區(qū)別在于，那些最重的塵粒在凹穴15中轉(zhuǎn)變方向時，由于離心力的作用，沿著通道22而落入到由殼體1端部內(nèi)壁和輔助濾清元件14的表面所圍成的空間23中。
所有以上所述的空氣濾清器的實施例，在與水平面傾斜成任何角度時，都可以一樣工作。曾對本發(fā)明的空氣濾清器和以前公知的空氣濾清器進行了試驗臺上的試驗。
兩種進行試驗的不同方案的空氣濾清器中的主濾清元件5、輔助濾清元件14和濾清元件19的尺寸和構(gòu)成都相同。在本發(fā)明的空氣濾清器的輔助濾清元件14中，開有圓筒形凹穴，其直徑在進氣管直徑的1.1～2.45倍范圍內(nèi)，其深度在進氣管直徑的0.3～4.0倍范圍內(nèi)。
試驗在不帶發(fā)動機的空氣濾清器試驗臺上用空氣流進行，氣流中含有單位面積率為5600厘米2/克的石英塵粒，通過濾清元件5時，空氣流的速度等于2.2米/秒。空氣的含塵量為0.4克/米3。
試驗表明，本發(fā)明的空氣濾清器的容塵量(濾清灰塵的數(shù)量)比以前公知的空氣濾清器多1.2倍，而灰塵的平均通過率，即通過的灰塵量與進入到進氣管內(nèi)的灰塵量的比小于1倍。
權(quán)利要求
1.一種空氣濾清器，它具有殼體(1)，進氣管(2)設(shè)置在該殼體內(nèi)，實際上與殼體同軸線，在進氣管(2)的外表面與殼體(1)的內(nèi)表面之間形成空隙(3)，在此空隙(3)內(nèi)裝有主濾清元件(5)，沿著空氣流動的方向，在主濾清元件(5)后面設(shè)置排氣管(11)，而在殼體(1)靠近進氣管(2)出口孔(13)一側(cè)的端部(12)設(shè)有輔助濾清元件(14)，其特征在于，在輔助濾清元件(14)上開設(shè)實際上與進氣管(2)同軸線的，朝向進氣管(2)的出口孔的凹穴(15)，此凹穴在靠近進氣管(2)的出口孔(13)的表面(16)上的最大尺寸D，超過上述進氣管的直徑d。
2.如權(quán)利要求1所述的空氣濾清器，其特征在于，凹穴(15)在輔助濾清元件(14)的表面(16)上的最大尺寸D，等于進氣管(2)的直徑d的1.1～2.45倍，而凹穴(15)的深度等于進氣管(2)直徑d的0.3～4.0倍。
3.如權(quán)利要求1或2所述的空氣濾清器，其特征在于，凹穴(15)的表面制成有交替的凸部和凹部的波紋形表面。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的空氣濾清器，其特征在于，輔助濾清元件(14)的高度(H)制成這樣，即它朝向進氣管(2)的出口孔(13)的表面(16)與主濾清元件(5)上朝向凹穴(15)的表面(20)接觸。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的空氣濾清器，其特征在于，在輔助濾清元件(14)上加工有穿通的孔道(22)。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)動機制造業(yè)技術(shù)領(lǐng)域?？諝鉃V清器具有殼體(1)和設(shè)置在殼體內(nèi)的進氣管(2)。并形成環(huán)形空隙(3)。在空隙(3)中放置主濾清元件(5)，而在靠近進氣管(2)的出口孔(13)處，設(shè)置輔助濾清元件(14)，按照本發(fā)明，元件(14)在表面(16)上有與進氣管(2)同軸線的凹穴(15)，凹穴(15)在表面(16)上的尺寸大于進氣管(2)的直徑。本空氣濾清器最適用于在有油蒸汽和炭黑的惡劣條件下工作的發(fā)動機。
文檔編號F02M35/022GK1061834SQ9011041
公開日1992年6月10日 申請日期1990年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月29日
發(fā)明者阿萊克桑德·達維多維奇·尤利斯基, 朱里·伊萬諾維奇·格魯施科夫, 夫拉迪米爾·瓦希利維奇·安德里夫 申請人:弗拉基米爾拖拉機廠制造聯(lián)合企業(yè)