[发明专利]多级旋流管式工程机械空气滤清器

说明书

技术领域

本发明涉及空气滤清器装置，尤其涉及一种多级旋流管式工程机械空气过滤装置，具有大流量、高速和低噪声等特点。

背景技术

空气滤清器是工程机械发动机非常重要的配套产品之一，它保护发动机能滤除空气中的硬质灰尘颗粒，向发动机提供清洁空气，防止灰尘造成发动机磨损，对发动机的可靠性和耐久性起关键作用。调查显示在相同的使用条件下，对无空气滤清器的发动机，其活塞、气缸和活塞环的磨损量是有空气滤清器的4～10倍，因而安装空气滤清器是防止灰尘磨损发动机的一项有效措施。据统计工程机械发动机早期损坏70％与空气滤清器有关，因此空气在进入发动机前必须经过严格的过滤。

工程机械常在空气含尘量非常高的恶劣环境下工作，对空气滤清器效果及进气系统的密封性都提出了很高要求。近年来，滤清器新产品研发过程中面临的共性关键技术问题主要集中在过滤精度、过滤效率、进气阻力对发动机的磨损和性能的影响以及谋求进气系统声响性能的最佳化上，研发热点主要集中于对高精度、长寿命、环保型空气滤清器产品及系统模块的研发能力提高上。

从减少发动机磨损、提高使用寿命的角度考虑，空气滤清器滤尘能力应越强越好，但这样会使空气滤清器的阻力增大，可见两者是相互制约、相互矛盾的，因此需要综合考虑上述要求，妥善解决它们之间的矛盾。此外，气流通过滤芯时，进气阻力造成的压力损失会影响发动机的动力性和经济性。因此，如何减少空气滤清器内部气流的速度分布不均匀性和降低通过滤芯的压力损失，是空气滤清器结构改型和优化设计的关键，也是当前空气滤清器产品性能升级关键技术研究热点问题。

空气滤清器是工程机械大功率发动机必备的自我保护装置之一，主要由过滤单元、空滤器体以及空滤器盖组成。空气滤清器的滤材是良好多孔吸声材料。从声学上来讲，空气滤清器本身就是一个进气消声器。空气滤清器以往的研究多借助于实验的方法，一般只注意它的滤清进气的功能，仅研究它的流阻、滤清效率和寿命间的关系，未对它的消声作用在理论上和结构实践上作探讨，致使空气滤清器的消声功能未被合理的利用。

对于噪声指标要求不高的普通车辆，装上空气滤清器即能满足目前对噪声控制的要求。对于小型高速机、增压柴油机及高档轿车发动机，可以考虑装用空气滤清器和进气消声器合为一体的复合型消声器。通常把进气消声器与空气滤清器相结合，按照进气噪声的频谱特性进行设计。空滤器内的滤纸本身是良好的吸声材料，能有效降低中高频噪声。为消除低频噪声成分，有时还需增设共振腔。邓兆祥等对发动机进气消声进行了研究，根据共振型亥姆霍兹消声器原理设计了三腔并联旁支型进气消声器，应用于实车进行车外加速噪声实验，取得了良好的消声效果，但其消声器与滤清器是独立设置，结构复杂，工程推广应用困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多级旋流管式工程机械空气滤清器，具有大流量、高速和低噪声等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多级旋流管式工程机械空气滤清器，包括多级旋流管空气消噪装置、多级过滤器以及滤清器下端盖。多级旋流管空气消噪装置内设回流进气管道与出气管道，呈现轴对称布置，回流进气管道与出气管道的长度根据进气频率、声强等噪声信号数值进行计算确定，出气管道管厚约1.5mm，回流进气管道与出气管道通过三通接口连接，管道间填充有海绵条、泡沫塑料和工业毛毡等一种或多种多孔类材料，以增加结构的阻尼特性，并提高多级旋流管空气消噪装置的吸声系数和加宽其吸声频带。多级过滤器根据工程机械发动机进气量和进气效率决定滤清器级数，每级滤清器由骨架和滤材组成，由内而外滤材孔隙率逐层减小，以实现从大颗粒到小颗粒逐层过滤；所述滤材由基体层、阻尼层和表面层组成，实现宽频域随机振动和冲击振动下的能量耗散，阻尼层材料为粘弹性高聚物薄膜，根据滤清器和工程机械发动机振动数值，确定薄膜的厚度，粘弹性高聚物薄膜可以在相当大的范围内调整材料的组成和结构，以获得较大的能量损耗因子；表面层主要通过喷塑方法提高滤材表面质量；所述滤清器为降低进气噪声，进气口与消声器连接，滤清器进气口采用分叉式管道，管道间距根据消声器出气管气流速度锈发的噪声自适应调节，这样，实现工程机械发动机大流量、高速空气过滤噪声控制。

本发明实现的有益效果：