一种空气过滤装置、发动机进气系统及发动机的制作方法

1.本实用新型涉及发动机领域，尤其涉及一种空气过滤装置、发动机进气系统及发动机。


背景技术：

2.空气过滤装置是发动机进气系统的主要部件之一，主要为发动机提供清洁、干燥的空气，能够避免发动机吸入杂质过多的空气而导致降低发动机的效率、加剧零部件的磨损及缩短发动机的使用寿命。
3.空气过滤装置包括机壳及设于机壳内的滤芯，滤芯承担主要的气体过滤工作，机壳为滤芯提供必要的保护和支撑，并在机壳上设置气体进口和气体出口。
4.现有的空气过滤装置多为单级过滤，在风沙较大或空气清洁度较差的作业地区，滤芯极易堵塞，若滤芯更换不及时，会直接影响空气过滤装置的过滤性能，使用过程中发动机易出现拉缸、机油消耗大等严重故障。
5.为了解决该技术问题，现有技术提出通过多级过滤的方式提高过滤效率，但由于发动机工作在不同工况时，发动机转速不同，进气量不同，不同进气量对过滤能力的要求不同，若采用过滤能力不变，进气量较小时存在过滤器得不到充分利用的问题，进气量较大时存在滤芯易堵塞的问题，滤芯的更换周期短。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种空气过滤装置、发动机进气系统及发动机，能够使空气过滤装置得到充分的利用，同时降低滤芯堵塞的概率。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种空气过滤装置，包括：
9.过滤壳体，所述过滤壳体上设有空滤进气口和空滤出气口；
10.过滤挡板，所述过滤挡板设于所述过滤壳体内，并将所述过滤壳体的内腔分为位于所述过滤挡板内侧的第一腔室及位于所述过滤挡板外侧第二腔室，所述第一腔室与所述空滤进气口连通，所述第二腔室与所述空滤出气口连通；所述过滤挡板上设有多个过滤通孔，所述过滤通孔的两端分别与所述第一腔室和所述第二腔室连通；
11.滤芯，所述滤芯设于所述第二腔室内，所述过滤挡板的过滤精度小于所述滤芯的过滤精度；
12.离心叶片，所述离心叶片设于所述第一腔室内；
13.进气量检测单元，用于检测所述空滤进气口的进气量；
14.电机，所述电机与所述离心叶片相连，用于驱动所述离心叶片转动；所述电机被配置为能够根据所述进气量检测单元的检测结果调节转速。
15.作为上述的空气过滤装置的一种可选技术方案，所述空气过滤装置还包括：
16.排放单元，用于将所述第一腔室底部的杂质排出。
17.作为上述的空气过滤装置的一种可选技术方案，所述排放单元包括：
18.排放通孔，所述排放通孔设于所述过滤壳体形成所述第一腔室的底壁上，所述排放通孔的孔径大于所述过滤通孔的孔径。
19.作为上述的空气过滤装置的一种可选技术方案，所述电机连接有竖直设置的连接轴，所述离心叶片设于所述连接轴上。
20.作为上述的空气过滤装置的一种可选技术方案，所述电机安装于所述过滤壳体外且位于所述过滤壳体的顶部。
21.作为上述的空气过滤装置的一种可选技术方案，所述过滤挡板为环状结构，所述过滤挡板的上端固定连接于所述过滤壳体的顶壁，所述过滤挡板的下端固定连接于所述过滤壳体的底壁。
22.作为上述的空气过滤装置的一种可选技术方案，所述过滤壳体包括壳本体和上盖，所述壳本体和所述上盖可拆卸连接。
23.作为上述的空气过滤装置的一种可选技术方案，所述滤芯与所述过滤壳体可拆卸连接。
24.本实用新型还提供了一种发动机进气系统，包括上述任一方案所述的空气过滤装置。
25.本实用新型还提供了一种发动机，包括上述的发动机进气系统。
26.本实用新型的有益效果：由于空气中含有颗粒状物质，电机驱动离心叶片转动时，通过空滤进气口进入第一腔室内的空气中的颗粒状物质，将会在离心叶片的离心力作用下被甩至过滤挡板上，空气中的大颗粒无法通过过滤通孔，将在自身重力作用下落到第一腔室的底壁；空气将会通过过滤通孔进入第二腔室内并通过滤芯进行二次过滤。由过滤挡板对空气进行一级过滤，阻挡空气中的大颗粒进入第二腔室内，再由滤芯对空气进行二级过滤，提高了过滤效果，过滤挡板的过滤精度小于滤芯的过滤精度，可以大大地降低滤芯堵塞的可能性。
27.发动机工作过程中，根据进气量检测单元实时检测空滤进气口的进气量，根据进气量调节电机的转速，使进气量和电机的转速匹配。进气量越大，单位时间内进入第一腔室内的颗粒物越多，使进气量和电机的转速呈正比，避免电机转速固定导致空气过滤装置的过滤效果不稳定，实现不同进气量下空气过滤装置保持稳定的过滤效率，不仅能够保证过滤效果，还延长了滤芯的使用寿命和更换周期，降低了电机的能耗，延长了电机的使用寿命。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
29.图1是本实用新型实施例提供空气过滤装置的结构简图。
30.图中：
31.1、过滤壳体；11、空滤进气口；12、空滤出气口；2、过滤挡板；21、过滤通孔；3、滤芯；
4、离心叶片；5、电机；6、连接轴；7、排放通孔；
32.10、第一腔室；20、第二腔室。
具体实施方式
33.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。
34.如图1所示，本实施例提供的一种空气过滤装置及发动机进气系统，该发动机进气系统包括空气过滤装置，空气过滤装置用于对空气进行过滤，过滤后的空气进入发动机中，避免含有杂质的颗粒进入发动机中造成拉缸、机油消耗增大等问题。
35.上述空气过滤装置包括过滤壳体1和过滤挡板2，其中，过滤壳体1上设有空滤进气口11和空滤出气口12。本实施例中，空滤进气口11设于过滤壳体1的内底壁，空滤出气口12设于过滤壳体1上部侧壁。
36.过滤挡板2设于过滤壳体1内，并将过滤壳体1的内腔分为位于过滤挡板2内侧的第一腔室10及位于过滤挡板2外侧的第二腔室20，第一腔室10与空滤进气口11连通，第二腔室20与空滤出气口12连通。可选地，过滤挡板2为环状结构，过滤挡板2的横截面可以是圆环，也可以是矩形环等，本实施例中，过滤挡板2的横截面为圆环。
37.为了固定过滤挡板2，本实施例中，过滤挡板2的上端固定连接于过滤壳体1的顶壁，过滤挡板2的下端固定连接于过滤壳体1的底壁。为了简化过滤挡板2的安装，将过滤挡板2的上端通过卡接的方式连接于过滤壳体1的顶壁，过滤挡板2的下端通过卡接的方式固定连接于过滤壳体1的底壁。于其他实施例中，还可以在过滤壳体1的底壁和顶壁分别设置环形槽，将过滤挡板2的上端插入过滤壳体1顶壁的环形槽内，将过滤挡板2的下端插入过滤壳体1底壁的环形槽内。
38.过滤挡板2上设有多个过滤通孔21，过滤通孔21的两端分别与第一腔室10和第二腔室20连通。第二腔室20内设有滤芯3，第一腔室10内设有离心叶片4，过滤挡板2的过滤精度小于滤芯3的过滤精度。本实施例中，多个过滤通孔21沿过滤挡板2的轴向和周向阵列分布。
39.上述空气过滤装置还包括连接轴6和电机5，其中，连接轴6竖直设置，连接轴6的一端伸入第一腔室10内并固定安装有离心叶片4，连接轴6的另一端伸出过滤壳体1并连接于电机5的输出轴。通过电机5驱动连接轴6带动离心叶片4转动。本实施例中，电机5安装于过滤壳体1外且位于过滤壳体1的顶部。
40.由于空气中含有颗粒状物质，电机5通过连接轴6驱动离心叶片4转动，通过空滤进气口11进入第一腔室10内的空气中的颗粒状物质，将会在离心叶片4的离心力作用下被甩至过滤挡板2上，空气中的大颗粒无法通过过滤通孔21，将在自身重力作用下落到第一腔室10的底壁；空气将会通过过滤通孔21进入第二腔室20内并通过滤芯3进行二次过滤。
41.由于过滤挡板2对空气进行了一级过滤，阻挡空气中的大颗粒进入第二腔室20内，再由滤芯3对空气进行二级过滤，提高了过滤效果，过滤挡板2的过滤精度小于滤芯3的过滤精度，可以大大地降低滤芯3堵塞的可能性。
42.在采用上述空气过滤装置时，若发动机长时间工作在高转速工况下，进气量较大，将会缩短滤芯3的更换周期。为此，本实施例提供的空气过滤装置还包括进气量检测单元，进气量检测单元用于检测空滤进气口11的进气量；电机5的转速可调，电机5被配置为能够根据进气量检测单元的检测结果调节转速。
43.发动机工作过程中，根据进气量检测单元实时检测空滤进气口11的进气量，根据空滤进气口11的进气量调节电机5的转速，使空滤进气口11的进气量和电机5的转速匹配。空滤进气口11的进气量越大，单位时间内进入第一腔室10内的颗粒物越多，使空滤进气口11的进气量和电机5的转速呈正比，空滤进气口11的进气量越大，电机5的转速越大，避免电机5的转速固定导致空气过滤装置的过滤效果不稳定，实现不同进气量下空气过滤装置保持稳定的过滤效率，不仅能够保证过滤效果，还延长了滤芯3的使用寿命和更换周期，降低了电机5的能耗，延长了电机5的使用寿命。
44.可选地，进气量检测单元为流量传感器。于其他实施例中，进气量检测单元还可以为流速传感器等。
45.进一步地，随着空气过滤装置的不断工作，第一腔室10底部堆积的大颗粒杂质将会越来越多，为了避免第一腔室10底部堆积的大颗粒物质影响空气过滤装置的正常工作。本实施例提供的空气过滤装置还包括排放单元，用于将第一腔室10底部的杂质排出。
46.具体地，排放单元包括排放通孔7，排放通孔7设于过滤壳体1形成第一腔室10的底壁上，排放通孔7的孔径大于过滤通孔21的孔径。落到第一腔室10底部的大颗粒将会在自身重力作用下直接通过排放通孔7排出，而且由于发动机工作过程中存在振动，大颗粒杂质也不会在第一腔室10底部堆积。
47.可选地，为了使落到第一腔室10底部的大颗粒杂质能够更顺畅地通过排放通孔7排出，将排放通孔7设置为锥形孔，排放通孔7上端的孔径大于排放通孔7下端的孔径，排放通孔7下端的孔径大于过滤通孔21的孔径。
48.进一步地，为了便于对过滤壳体1内的零部件进行安装维修，上述过滤壳体1包括壳本体和上盖，壳本体和上盖可拆卸连接。可选地，壳本体和上盖卡接。
49.进一步地，为了实现滤芯3的更换，滤芯3与过滤壳体1可拆卸连接。
50.本实施例还提供了一种发动机，包括上述的发动机进气系统和发动机控制器，发动机控制器和电机5、进气量检测单元通讯。
51.发动机控制器内嵌入有空气过滤装置的进气量和电机5的转速之间的映射关系，如map图等，发动机控制器接收进气量检测单元的检测信号得到实际进气量，根据空气过滤装置的进气量和电机转速之间的映射关系，查询与实际进气量对应的电机转速，发动机控制器控制电机5的转速至查询到的电机转速，实现不同进气量下空气过滤装置保持稳定的过滤效率，同时兼顾了空气过滤装置的可靠性，有利于提高发动机的整体可靠性。
52.本实施例中，电机5为直流电机，发动机控制器连接有直流电机调速器，发动机控制器根据查询得到的电机转速控制直流电机调速器，以调节电机5的转速，具有噪声低的优点。示例性地，直流电机调速器为pwm直流电机调速器，通过调节占空比的形式调节电机5的工作电压，以实现电机5的转速调节。需要说明的是，直流电机调速器如何调节电机5的转速为本领域的现有技术，在此不再详细介绍。
53.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而
并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
54.在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。
55.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。