專利名稱：特性空氣過濾筒的制作方法
背景技術(shù)：
和

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及空氣過濾筒。
空氣過濾筒在原有技術(shù)中是公知的，并且典型地由環(huán)形過濾介質(zhì)提供，所述環(huán)形過濾介質(zhì)具有中空內(nèi)部并在第一和第二遠側(cè)相對的端蓋之間軸向延伸，所述端蓋之一是出口端蓋，另一端蓋可以封閉。在內(nèi)燃機的應(yīng)用中，發(fā)動機制造者日益需要不與大量氣流傳感器(MAFS)相干涉的過濾器，所述MAFS典型地直接從過濾筒的下游布置并對過濾筒的幾何形狀/缺陷是敏感的，從而引起氣流速度的分布變化和不一致。在渦輪/增壓式發(fā)動機的情況下，日益需要減弱噪音。后述要求典型地通過在系統(tǒng)中引入單獨設(shè)備來滿足，但是需要性能成本更合算的解決方案。
本發(fā)明是在針對上述需要的研究過程中產(chǎn)生的。
附圖簡述

圖1是按照本發(fā)明的空氣過濾筒部分切除后得到的透視圖；圖2是圖1中結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖3是按照本發(fā)明的空氣過濾筒另一角度的透視圖；圖4是圖3中構(gòu)造的端部正視圖；圖5是沿圖4中的線5-5獲得的剖視圖；圖6是圖1中結(jié)構(gòu)的一部分的可選實施例的透視圖；圖7是圖6中結(jié)構(gòu)的端部正視圖；圖8是圖6中結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖9是圖1中結(jié)構(gòu)的一部分的另一可選實施例的透視圖；圖10是圖9中結(jié)構(gòu)的端部正視圖；
圖11是圖9中結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖12是圖9中結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，相對于圖11轉(zhuǎn)90°。
具體實施例方式
圖1顯示包括環(huán)形過濾介質(zhì)12的空氣過濾筒10，所述環(huán)形過濾介質(zhì)12具有中空內(nèi)部14并在第一和第二遠側(cè)相對的端蓋16和18之間軸向延伸。端蓋16是出口端蓋，其具有與所述出口端蓋整體成形的流矯直結(jié)構(gòu)20并橫跨所述中空內(nèi)部14。空氣如箭頭22所示向內(nèi)、徑向穿過過濾介質(zhì)12流入中空內(nèi)部14，然后如箭頭24所示從中空內(nèi)部14軸向穿過流矯直結(jié)構(gòu)20。流矯直結(jié)構(gòu)20優(yōu)選地設(shè)置具有多個開口或小孔的格柵或基體，穿過所述開口或小孔在箭頭24方向引導(dǎo)和矯直軸向流，以降低出口氣流速度分布的變化，亦即，提供貫穿過濾筒出口的整個徑向跨度上更一致的氣流速度，具有層流的性質(zhì)。在理想的優(yōu)選實施例中，空氣過濾筒是個嵌入式的空氣過濾筒，其具有注模到過濾介質(zhì)12上的注模塑料端蓋16，并包括與之整體模制而成的塑料流矯直結(jié)構(gòu)20。另一實施例中，注模塑料流矯直結(jié)構(gòu)在徑向密封的氨基甲酸乙酯構(gòu)件固化期間嵌入到其中。理想地，格柵片的橫截面壁厚應(yīng)盡可能薄，以使得其間用于通過氣流的開放面積最大化。在又一實施例中，格柵20的格柵片21具有空氣動力學(xué)橫截面形狀，如圖5所示，例如淚珠形等。
過濾介質(zhì)12具有軸向端面26，如圖1、圖2所示，其在內(nèi)部和外部周邊28和30之間徑向延伸。端蓋16具有沿軸向端面26徑向延伸的整體徑向法蘭32。端蓋16具有沿內(nèi)部周邊28軸向延伸的整體軸向法蘭34。流矯直結(jié)構(gòu)20從至少徑向法蘭32和軸向法蘭34之一完整地延伸穿過中空內(nèi)部14。在優(yōu)選的形式中，徑向法蘭32和軸向法蘭34在界面接合處36相交，并且流矯直結(jié)構(gòu)20從接合處36完整地延伸穿過中空內(nèi)部14。在優(yōu)選實施例中，流矯直結(jié)構(gòu)20是塑料格柵，如圖3、圖4所示，具有完整地從接合處36延伸的外部周邊，如圖1所示。接合處36具有T形截面，也就是由軸向法蘭34提供的軸向延伸的主干以及一對由此在相反的方向徑向延伸的支臂，第一支臂由徑向法蘭32提供，而第二支臂由格柵20的外部周邊提供，其中主干和支臂在具有所提T形的接合處36會合。
圖1-3中的端蓋18是具有內(nèi)面40的封閉端蓋，如圖3所示，其面對中空內(nèi)部14并具有由其中的盲孔42形成的四分之一波長諧振器。在優(yōu)選形式中，空氣過濾筒是具有注模到其上的注模塑料端蓋18的嵌入式空氣過濾筒，并包括其中形成四分之一波長諧振器的盲孔42。四分之一波長諧振器用于減弱高頻聲音，例如用于需要減弱高頻聲音的渦輪/增壓式發(fā)動機。
在一個實施例中，如圖3所示的端蓋18的內(nèi)面40具有四分之一波長諧振器盲孔第一密度的第一區(qū)域44，還具有沿第一區(qū)域44徑向朝外的、四分之一波長諧振器盲孔第二密度的第二區(qū)域46。所提第二密度小于所提第一密度。在優(yōu)選形式中，四分之一波長諧振器盲孔具有大約5～8mm的軸向深度和大約2～3mm的徑向?qū)挾?。在另一實施例中，第一組一個或多個諧振器孔具有第一深度，并且一組或多組額外的一個或多個諧振器孔具有不同的深度，以減弱不同的頻率。
在又一實施例中，如圖6～8所示，流矯直結(jié)構(gòu)20a設(shè)置有具有由多個導(dǎo)片50組成的格柵片的柵格，所述葉片引導(dǎo)氣流軸向穿過空氣過濾筒10的第一端蓋16a。導(dǎo)片包括相互橫向延伸的第一和第二組導(dǎo)片52和54。第一組導(dǎo)片52相對于軸向流24的軸56按弓形延伸。第二組導(dǎo)片54相對于軸56徑向延伸。導(dǎo)片具有設(shè)定的軸向延長，使得空氣過濾筒10的第一端蓋16a具有外部錐形輪廓58，如圖8所示，其沿軸向流24的軸56聚集到一點。
在又一實施例中，如圖9～12所示，流矯直結(jié)構(gòu)20b設(shè)置具有格柵片的格柵，所述格柵片由多個引導(dǎo)氣流軸向穿過空氣過濾筒10的第一端蓋16b的導(dǎo)片60組成。導(dǎo)片至少包括相互橫向延伸的第一和第二組導(dǎo)片62和64。每個第一組和第二組導(dǎo)片62和64都相對于軸向流24按切線延伸。導(dǎo)片具有設(shè)定的軸向延長，使得空氣過濾筒10的第一端蓋16b具有外部錐形輪廓66，如圖11和12所示，其沿軸向流24的軸56聚集到一點。
能夠認(rèn)識到，在所附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)可進行各種等價、替代和改進。盡管顯示了圓形的圓柱過濾介質(zhì)和過濾筒，但是也可使用其它環(huán)形構(gòu)造，包括橢圓形、跑道形和各種閉環(huán)構(gòu)造。過濾筒可包括各種密封結(jié)構(gòu)和襯墊，用于在殼體之內(nèi)密封地配合或安裝，與公知的密封技術(shù)一致，使用單獨密封構(gòu)件或襯墊和/或可具有與一個或兩個端蓋整體形成的密封，例如如在2003年12月3日提出申請的美國專利申請No.10/726,974、2004年4月19日提出申請的美國專利申請No.10/827,509、2004年9月29日提出申請的美國專利申請No.10/952,631以及2004年11月24日提出申請的美國專利申請No.10/997,257中所示，在此參引以上所有專利申請。
權(quán)利要求
1.一種包括環(huán)形過濾介質(zhì)的空氣過濾筒所述環(huán)形過濾介質(zhì)具有中空內(nèi)部并在第一和第二遠側(cè)相對的端蓋之間軸向延伸，所述第一端蓋是出口端蓋，其具有與所述出口端蓋整體成形的流矯直結(jié)構(gòu)并橫跨所述中空內(nèi)部，使得空氣從所述中空內(nèi)部軸向穿過所述空氣過濾筒的所述第一端蓋的所述流矯直結(jié)構(gòu)，以降低出口氣流速度分布的變化。
2.如權(quán)利要求1所述的空氣過濾筒，其中，所述空氣過濾筒是個嵌入式的空氣過濾筒，其具有注模形成的塑料的所述第一端蓋，并包括與之整體模制而成的塑料的所述流矯直結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的空氣過濾筒，其中，所述過濾介質(zhì)具有在內(nèi)部和外部周邊之間徑向延伸的軸向端面，所述第一端蓋具有沿所述軸向端面徑向延伸的整體徑向法蘭，以及沿所述內(nèi)部周邊軸向延伸的整體軸向法蘭，其中所述流矯直結(jié)構(gòu)從至少所述徑向法蘭和所述軸向法蘭之一完整地延伸穿過所述中空內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求3所述的空氣過濾筒，其中，所述徑向法蘭和所述軸向法蘭在界面接合處相交，其中所述流矯直結(jié)構(gòu)從所述接合處完整地延伸穿過所述中空內(nèi)部。
5.如權(quán)利要求4所述的空氣過濾筒，其中，所述流矯直結(jié)構(gòu)包含塑料格柵，其具有完整地從所述接合處延伸的外部周邊。
6.如權(quán)利要求5所述的空氣過濾筒，其中，所述接合處呈T形，也就是由所述軸向法蘭提供的軸向延伸的主干以及一對由此在相反的方向徑向延伸的支臂，所述第一支臂由所述徑向法蘭提供，所述第二支臂由所述格柵的所述外部周邊提供，所述主干和所述支臂在所述T形的所述接合處會合。
7.如權(quán)利要求1所述的空氣過濾筒，其中，所述流矯直結(jié)構(gòu)包含格柵，其包括的格柵片具有空氣動力學(xué)橫截面形狀。
8.如權(quán)利要求7所述的空氣過濾筒，其中，所述格柵片的所述空氣動力學(xué)形狀是淚珠形。
9.如權(quán)利要求1所述的空氣過濾筒，其中，所述流矯直結(jié)構(gòu)包含格柵，其包括的格柵片由多個導(dǎo)片組成，用于引導(dǎo)所述氣流軸向穿過所述空氣過濾筒的所述第一端蓋。
10.如權(quán)利要求9所述的空氣過濾筒，其中，所述導(dǎo)片包括相互橫向延伸的第一和第二組導(dǎo)片。
11.如權(quán)利要求10所述的空氣過濾筒，其中，所述第一組導(dǎo)片相對于軸向流的軸按弓形延伸，所述第二組導(dǎo)片相對于所述軸徑向延伸。
12.如權(quán)利要求10所述的空氣過濾筒，其中，所述每個所述第一組和第二組的所述導(dǎo)片都相對于所述軸向流按切線延伸。
13.如權(quán)利要求9所述的空氣過濾筒，其中，所述導(dǎo)片具有設(shè)定的軸向延長，使得所述空氣過濾筒的所述第一端蓋具有外部錐形輪廓，其沿所述軸向流的軸聚集到一點。
14.一種包括環(huán)形過濾介質(zhì)的空氣過濾筒，所述環(huán)形過濾介質(zhì)具有中空內(nèi)部并在第一和第二端蓋之間軸向延伸，所述第一端蓋是出口端蓋，所述第二端蓋是具有內(nèi)面的封閉端蓋，所述內(nèi)面面對所述中空內(nèi)部并具有由其中的盲孔形成的四分之一波長諧振器。
15.如權(quán)利要求14所述的空氣過濾筒，其中，所述空氣過濾筒是嵌入式空氣過濾筒，其具有注模形成的塑料的所述第二端蓋，所述第二端蓋包括其中形成所述四分之一波長諧振器的所述盲孔42。
16.如權(quán)利要求14所述的空氣過濾筒，其中，所述第二端蓋的所述內(nèi)面具有所述四分之一波長諧振器盲孔第一密度的第一區(qū)域，還具有四分之一波長諧振器盲孔第二密度的第二區(qū)域，所述第二密度小于所述第一密度。
17.如權(quán)利要求16所述的空氣過濾筒，其中，所述第二區(qū)域在所述第一區(qū)域徑向朝外的位置。
18.如權(quán)利要求14所述的空氣過濾筒，其中，所述四分之一波長諧振器盲孔具有大約5～8mm的軸向深度。
19.如權(quán)利要求18所述的空氣過濾筒，其中，所述四分之一波長諧振器盲孔具有大約2～3mm的徑向?qū)挾取?br> 20.如權(quán)利要求14所述的空氣過濾筒，其中，所述第二端蓋的所述內(nèi)面具有第一組一個或多個具有第一軸向深度的四分之一波長諧振器盲孔，并且一組或多組額外的一個或多個四分之一波長諧振器盲孔具有不同的軸向深度，以減弱不同的頻率。
21.一種包括結(jié)合的環(huán)形過濾介質(zhì)的空氣過濾筒，所述環(huán)形過濾介質(zhì)具有中空內(nèi)部并在第一和第二遠側(cè)相對的端蓋之間軸向延伸，所述第一端蓋是出口端蓋，其具有與所述出口端蓋整體成形的流矯直結(jié)構(gòu)并橫跨所述中空內(nèi)部，使得空氣從所述中空內(nèi)部軸向穿過所述第一端蓋的所述流矯直結(jié)構(gòu)，以降低出口氣流速度分布的變化，所述第二端蓋是具有內(nèi)面的封閉端蓋，所述內(nèi)面面對所述中空內(nèi)部并具有由其中的盲孔形成的四分之一波長諧振器。
22.如權(quán)利要求21所述的空氣過濾筒，其中，所述空氣過濾筒是個嵌入式的空氣過濾筒，其具有注模形成的塑料的所述第一端蓋，所述第一端蓋包括與之整體模制而成的塑料的所述流矯直結(jié)構(gòu)，所述空氣過濾筒還具有注模的所述第二端蓋，所述第二端蓋包括其上形成所述四分之一波長諧振器的所述盲孔。
23.如權(quán)利要求22所述的空氣過濾筒，其中，所述過濾介質(zhì)具有在內(nèi)部和外部周邊之間徑向延伸的軸向端面，所述第一端蓋具有沿所述軸向端面徑向延伸的整體徑向法蘭，以及沿所述內(nèi)部周邊軸向延伸的整體軸向法蘭，其中，所述流矯直結(jié)構(gòu)從至少所述徑向法蘭和所述軸向法蘭之一完整地延伸穿過所述中空內(nèi)部，并且所述四分之一波長諧振器盲孔具有大約5～8mm的軸向深度。
24.如權(quán)利要求23所述的空氣過濾筒，其中，所述徑向法蘭和所述軸向法蘭在界面接合處相交，其中所述流矯直結(jié)構(gòu)從所述接合處完整地延伸穿過中空內(nèi)部，所述流矯直結(jié)構(gòu)包含塑料格柵，其具有完整地從所述接合處延伸的外部周邊，所述接合處具有T形截面，也就是由所述軸向法蘭提供的軸向延伸的主干以及一對由此在相反的方向徑向延伸的支臂，所述第一支臂由所述徑向法蘭提供，所述第二支臂由所述格柵的所述外部周邊提供，所述主干和所述支臂在所述T形的所述接合處會合。
25.如權(quán)利要求21所述的空氣過濾筒，其中，所述第二端蓋的所述內(nèi)面具有所述四分之一波長諧振器盲孔第一密度的第一區(qū)域，還具有四分之一波長諧振器盲孔第二密度的第二區(qū)域，所述第二密度小于所述第一密度，其中，所述四分之一波長諧振器盲孔具有大約2～3mm的徑向?qū)挾取?br> 全文摘要
一種包括環(huán)形過濾介質(zhì)的空氣過濾筒，所述環(huán)形過濾介質(zhì)具有中空內(nèi)部并在第一和第二遠側(cè)相對的端蓋之間軸向延伸。所述第一端蓋是出口端蓋，其具有與所述出口端蓋整體成形的流矯直結(jié)構(gòu)并橫跨所述中空內(nèi)部。所述第二端蓋是具有內(nèi)面的封閉端蓋，所述內(nèi)面具有由其中的盲孔形成的四分之一波長諧振器。
文檔編號F02M35/024GK1810346SQ20051011617
公開日2006年8月2日 申請日期2005年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月27日
發(fā)明者拉里·T·岡德森, 克里斯多佛·E·霍爾姆, 凱利·R·施米茨, 扎基爾·艾哈邁德·夸比利, 鄭振源 申請人:弗利特加爾公司