多级旋流管式工程机械空气滤清器制造技术

本发明专利技术公开一种多级旋流管式工程机械空气滤清器，滤清器由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；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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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宄热点问题。 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宄多借助于实验的方法，一般 只注意它的滤清进气的功能，仅研宄它的流阻、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宄，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。
技术实现思路
本专利技术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。 本专利技术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15_，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。 本专利技术实现的有益效果： 本专利技术一种多级旋流管式工程机械空气滤清器。其中，多级旋流管空气消噪装置 具有结构简单，综合分叉消噪和管道回转降噪双重功能，且可根据发动机整体噪声水平要 求，优化设计管道长度、直径和布置位置，以实现噪声的有效控制和主动抑制；其次，多级过 滤器根据工程机械发动机进气量及进气效率、进气精度等综合指标，灵活设置过滤级数，由 粗过滤、中间过滤再到细过滤，逐层过滤，滤汁孔隙率呈现指数级降低，避免传统空气过滤 器过滤精度和过滤效率低、滤芯寿命短等缺陷，且初滤装置、中间过滤装置以及精滤装置间 设置有内部型腔，优化设计结构形状有效降低气流噪声。 本专利技术实现了工程机械发动机大流量、高流速的恶劣环境下对空气过滤器降噪过 滤性能要求，对提升空气滤清器行业的整体水平以及节能降耗、环境保护等方面的发展起 到极大的推动作用。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点： 1、本专利技术利用多物理场耦合理论，融合材料科学、CAD/CAM、过滤理论和技术、声振 理论及数值仿真技术，提出了空气滤清器多级多层过滤理论技术，基于该技术，滤纸折叠时 分为三层，相邻短长边经统计优化并结台工艺，其比例为黄金分割位置点；同时，根据发动 机功率大小和进气速率，确定空气滤清器中间层级数，实现空气滤清器过滤精度和滤芯寿 命等方面综合性能需求，工艺上由粗过滤、中间过滤再到细过滤，逐层过滤，滤汁孔隙率呈 现指数级降低，实现了过滤单元的模块化设计，按需取舍，灵活可变，互换性强； 2、本专利技术实现了空气滤清器进气气流的双重消噪及空气过滤两种功能结合复合。 进气气流首先通过多级旋流管空气消噪装置进行噪声抑制，多级旋流管空气消噪装置通过 管道分叉，降低气流压力噪声，同时通过多级管道消声，回流进气管道以及出气管道间填充 有海绵条、泡沫塑料、工业毛毡等多孔类材料，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，同时解决中低频振动和噪音两个问题；多级 旋流管式工程机械空气滤清器装置实现了工艺创新，优化了传统的空气滤清器结构，实现 空气滤清器与进气消声器结构复合与功能集成； 3、本专利技术的多级旋流管式工程机械空气滤清器装置，主要针对高速、重载和恶劣 环境下工程机械发动机节能环保对空气滤清的需求，结合利用CFD软件对多级旋流管式工 程机械空气滤清器空气流动三维模拟计算，分析确定空气滤清器进气口位置、直径和形状 以及出气口位置、直径和形状，同时确定粗过滤、中间过滤以及细过滤层之间腔体形状，多 层过滤层间腔体实现了高频消噪和脉冲噪声控制。【附图说明】 图1为一种多级旋流管式工程机械专用空气滤清器的结构示意图； 图2为图1多级旋流管空气消噪装置的结构示意图； 图3为多级过滤器的结构示意图；图4为多级多层滤纸的原理示意图； 图5为多级多层滤纸折叠一实施例的结构示意图。【具体实施方式】 以下详细描述本专利技术的技术方案。本专利技术实施例仅供说明具体结构，该结构的规 模不受实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级旋流管式工程机械空气滤清器装置，其特征在于：包括多级旋流管空气消噪装置(1)，用于消除进气噪声；多级过滤器(2)包括一初滤装置(3)、中间过滤装置(5)、精滤装置(4)和安装支座架总成(6)；所述安装支座架总成(6)用于固定所述多级旋流管空气消噪装置(1)和多级过滤器(2)，用于连接滤清器下端盖(7)；所述多级过滤器(2)通过安装在所述安装支座架总成(6)与发动机进气口连接，用于为工程机械发动机提供所需过滤精度要求的空气；所述多级旋流管空气消噪装置(1)与多级过滤器(2)组成单元初滤装置(3)通过密封圈连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：盛涛，胡红生，
申请(专利权)人：浙江海德曼过滤技术有限公司，胡红生，
类型：发明
国别省市：浙江;33