發動機可變容積穩壓空氣濾清器的製作方法

2023-06-11 16:43:11 1

專利名稱：發動機可變容積穩壓空氣濾清器的製作方法
技術領域：
本發明涉及柴油機和汽油機進氣系統。尤其是車用柴油機進氣系統。
背景技術：
車用柴油機，特別是農用運輸汽車用柴油機，使用環境非常惡劣。為防止過多的塵 土進入氣缸內，影響發動機關鍵部件的使用壽命，柴油機進氣系統的結構較為複雜。進氣系 統各部分的相對位置通常為進氣管(多缸機進氣管由進氣支管和進氣總管組成)連接空 氣濾清器，空氣濾清器前接進氣導流管。新鮮空氣依次通過進氣導流管、空氣濾清器和進氣 管進入柴油機。貨車用柴油機的進氣導流管很長，這有利於從高處吸入潔淨的空氣。然而 較長的進氣導流管降低了空濾器內空氣壓力，並加劇了空濾器內空氣壓力的波動。從而增 加了柴油機的吸氣損失功、破壞了進氣系統中的進氣諧振現象。導致柴油機油耗上升、功率 下降和排放性能的惡化。

發明內容
本發明的目的在於提供一種可用於車用柴油機進氣系統的可變容積穩壓空濾器。 該可變容積穩壓空濾器能有效地穩定和提高空濾器內的空氣壓力，從而降低柴油機的吸氣 損失功，並使柴油機能充分利用進氣諧振現象提高進氣量。最終達到改善柴油機的動力性、 經濟性和排放性能的目的。 本發明的發動機可變容積穩壓空氣濾清器，包括進氣入口管、進氣出口管、空濾器 上殼體、空濾器下殼體、濾芯、膜片和支撐彈簧。在可變容積穩壓空濾器內設置有可變容積 的膜片室，該膜片室由空濾器殼體的內腔和連接支撐彈簧的膜片構成，膜片四周固定在空 濾器殼體上，膜片中部固定在支撐彈簧上，支撐彈簧的另 一端固定在空濾器殼體上。支撐彈 簧採用螺旋彈簧。膜片採用橡膠或尼龍或皮革材料製成，其自由形狀為圓臺形或球檯形。膜 片室內的空氣壓力作用在膜片的內側面上，膜片的外側面則始終與大氣相通，膜片在兩側 空氣壓差和彈簧力的作用下，發生變形，使膜片室容積發生相應的改變。空氣依次通過進氣 入口管、空濾器殼體的內腔、濾芯、膜片室和進氣出口管，最終通過進氣管流入發動機氣缸 內。本發明的具體工作過程可分為以下兩個過程 在發動機進氣過程，可變容積穩壓空濾器內的空氣通過進氣管被發動機吸入氣缸 內，膜片室內壓力降低。由於膜片的另一側通大氣，在膜片兩側空氣壓差的作用下，膜片壓 縮支撐彈簧，膜片自身也向膜片室內彎曲變形，膜片室容積相應降低。 在發動機進氣過程結束後，支撐彈簧開始伸張，帶動膜片向膜片室外彎曲變形，膜
片室容積相應增大，空氣通過進氣導流管被吸入膜片室。發動機經過壓縮、膨脹和排氣衝程
後，膜片逐漸恢復原來的形狀，膜片室容積也恢復到進氣過程剛開始時的體積。 通過上述兩個工作過程可以看出，膜片室容積隨膜片室內空氣壓力的大小而發生
相應的改變，膜片室內空氣壓力下降，膜片室容積變小；膜片室內空氣壓力上升，膜片室容
積增大。因此可變容積穩壓空濾器不但具有濾除空氣中的雜質和灰塵的作用，而且還具有以下三個方面的重要作用一是顯著降低了空濾器內的壓力波動，這對充分利用進氣諧振 現象，提高進氣充量是非常有利的；二是提高了進氣過程中空濾器內的壓力，這對減小柴油 機的吸氣損失功是非常有益的；三是降低了進氣導流管和空濾器內的氣體流速波動，可改 善空濾器的濾清效果並降低進氣噪音。


圖1為本發明的結構原理示意圖；由進氣出口管1，濾芯2，空濾器上殼體3，進氣 入口管4，空濾器下殼體5，支撐彈簧6，膜片室7，彈簧座8，膜片9和下端蓋10組成。
圖1中膜片9的形狀是進氣過程剛開始時的形狀，此時膜片9兩側空氣壓力差較 小，支撐彈簧6變形小，膜片室7的容積較大。 圖2給出了本發明進氣過程剛結束時的形狀結構示意圖，此時膜片9兩側空氣壓 力差較大，支撐彈簧6受到較大的壓縮，膜片室7的容積較小。
圖1和圖2中帶有箭頭的虛線所指方向為空氣流動方向。
具體實施例 如圖l所示，進氣入口管4接進氣導流管，空氣通過進氣入口管4切向進入空濾器 上殼體3形成的內腔，並繞濾芯2旋轉。空氣中粗大的雜質被甩出空濾器上殼體3之外，細 小的雜質由濾芯2濾除。潔淨的空氣通過濾芯2進入膜片室7之內。進氣出口管l一端連 接膜片室7，另一端則連接進氣管，膜片室7內的空氣通過進氣出口管1進入進氣管，再進入 發動機氣缸之內。 膜片室7由膜片9和空濾器下殼體5的內腔構成。膜片9的自由形狀為圓臺形， 膜片9的四周固定在空濾器下殼體上，其中部通過彈簧座8固定在支撐彈簧6的下端。支 撐彈簧6為螺旋壓縮彈簧，其上端固定在空濾器下殼體5上。下端蓋10上設有通氣孔，使 膜片9下側面始終與大氣相通。膜片9受到兩個力的作用，一是兩側的空氣壓力差，二是支 撐彈簧6的彈簧力。隨著膜片室7內空氣壓力的周期性波動，膜片9發生凹凸變形，膜片室 7的容積也發生周期性的變化，使膜片室7內的壓力穩定在一定範圍之內，並提高了進氣過 程中膜片室7內的壓力。 在發動機進氣過程，膜片室7內的空氣通過進氣出口管1被發動機吸入氣缸內，膜 片室7內壓力降低。在膜片9兩側空氣壓力差的作用下，支撐彈簧6受到壓縮，膜片9向上 彎曲變形，膜片9由圖1所示的形狀變為圖2的形狀。膜片室7的容積相應降低，使膜片室 7內的空氣壓力保持相對穩定。 在發動機進氣過程結束後，支撐彈簧6開始伸張，帶動膜片9向下彎曲變形，膜片 室7的容積逐漸增大，空氣通過進氣導流管被吸入膜片室7內。發動機經過壓縮、膨脹和排 氣衝程後，膜片9由圖2的形狀又逐漸恢復為圖1的形狀，膜片室7的容積增大，為下一個 循環的進氣過程預留了一定量的潔淨空氣。
權利要求
一種發動機可變容積穩壓空氣濾清器，包括進氣入口管、進氣出口管、空濾器上殼體、空濾器下殼體、濾芯、膜片和支撐彈簧，其特徵在於可變容積穩壓空氣濾清器內設置有可變容積的膜片室，該膜片室由空濾器殼體的內腔和連接支撐彈簧的膜片構成，膜片四周固定在空濾器殼體上，膜片中部固定在支撐彈簧一端，支撐彈簧的另一端固定在空濾器殼體上。
2. 根據權利要求1所述的一種發動機可變容積穩壓空氣濾清器，其特徵在於支撐彈簧 採用螺旋彈簧。
3. 根據權利要求1所述的一種發動機可變容積穩壓空氣濾清器，其特徵在於膜片採用 橡膠或尼龍或皮革材料製成，其自由形狀為圓臺形或球檯形。
全文摘要
一種發動機可變容積穩壓空氣濾清器，其結構特點是在傳統空氣濾清器的基礎上，增設一可變容積的膜片室。該膜片室的膜片由支撐彈簧支撐。膜片除受支撐彈簧力作用外，還受膜片內外兩側的空氣壓力差作用。當膜片室內空氣壓力周期性發生變化時，膜片也隨之變形，使膜片室內的容積發生相應的變化，該發明起到穩定濾清器內空氣壓力的作用。對提高發動機進氣充量和減小吸氣損失功非常有益，特別適合於進氣壓力波動較大的發動機進氣系統。
文檔編號F02M35/022GK101782033SQ201010126359
公開日2010年7月21日 申請日期2010年3月18日 優先權日2010年3月18日
發明者謝宗法 申請人:山東大學