专利名称：一种将空气改性的内燃机空气滤清器滤芯的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械工程中内燃机的助燃空气处理装置。
背景技术：
现有的内燃机的助燃空气滤清器的滤芯，由纸质的或晴纶的过滤层和定形框组成。这种空气滤清器的设计初衷仅为清除空气中的固体颗粒，以免给气缸内的构件造成额外的磨损。基于此目的，纸质的或晴纶毡的过滤层能够满足要求。
内燃机发展到今天，虽然已经比较完善，但在燃油能量转换为内燃机输出的机械能的转换率的提高，所排放的废气中有害物质的含量的降低，仍是本领域中被人关注的课题。
发明内容
本发明的目的是改变内燃机空气滤清器滤芯的结构，将滤过的空气改性，提高助燃效果，使现有技术中人们普遍关注的能量转换效率的问题得到较大程度的提高。
本发明的技术方案是保留已有内燃机的空气滤清器滤芯过滤层，过滤层的定形框，所作的改进是在滤芯空气通道上增加以蛋白质纤维为材料的改性层或用蛋白质纤维材料的改性层代替风外筒结构的滤芯的内筒的晴纶、纸质过滤层。其中的蛋白质纤维材料可选用较常见的动物毛、蚕丝、人发等。前述材料可以单独一种或数种任意比例混合使用。以上即为本发明的基本技术方案。
本发明的机理是空气通过具有两性离子的蛋白质纤维动物毛、蚕丝、人发时，空气被极性化后产生负电子，带上了负电子电荷，有利于燃油的燃烧。
使用本发明的积极效果是使用本发明带有改性层的滤芯和已有的滤芯相比较，同台内燃机可节省燃油10-30％；发动机的动力增加10％；发动机的噪音减少20分贝以上；尾气排放污染物减少30％以上。
使用单一的蛋白质纤维材料的改性层适用于空气干湿度适中及较干燥的地区。对于较潮湿的地区，经过单一蛋白质纤维材料的空气的负电子化的程度会有所下降。改进的办法是在蛋白质纤维中掺入活性碳纤维。加入量可选择在蛋白质纤维重量的0.05-0.8。采用活性碳纤维和蛋白质纤维的混合材料的改性层。可以改善潮湿空气的负电子化程度，达到较干燥的空气单独使用蛋白质纤维材料的水平。加入活性碳纤维的机理是利用活性碳纤维的吸附作用，加强蛋白质纤维对空气的负电子化。
本发明的改性层，较方便的制作方法是先将动物毛、人发、蚕丝或其混合物制成材料片，然后裁剪出所需的形状和尺寸。较简单的成片的方法是将蛋白质纤维或蛋白质纤维与碳纤维的混合物摊成薄片，然后两面敷上透气性好的纱布、纱网，再用缝衣线将纱布缝贴在薄片上，也可以采用现有的制做无纺布的工艺将本发明所使用的材料制成无纺布片或采用已有的纺织布的方式制成布片。还可以在本发明使用的材料中喷洒树脂胶，然后加热挤压成片。
经实验证明，在本发明的改性层中加入少量的金属丝，效果会进一步提高。金属丝选择铝、铜、铁等。金属丝的直径和长度可根据改性层的大小作相应变动，一般情况下直径在0.1-1.0mm之间，长度在20-200mm之间。金属丝在改性层数量可选择每个改性层上有1-3根金属丝。各金属丝之间不要求规则排列。
图1为本发明改性层在圆筒形滤芯上的一种使用方式的主视图；图2为本发明改性层在圆筒形滤芯上的一种使用方式的俯视图；图3为本发明改性层在板式滤芯上使用的主视图；图4为本发明改性层在板式滤芯上使用的俯视图；图5为本发明使用在分内、外筒结构的内筒主视剖面视图；图6为本发明使用在分内、外筒结构的内筒俯视图；实施例实施例1制改性层片，(1)、将羊毛摊成8mm厚的薄片，在薄片两面敷上纱布，用缝纫机将纱布缝贴在薄片上。即制成材料片。本方法也曾用在蚕丝、人发或者羊毛、蚕丝、人发的混合物。
(2)、将羊毛清除杂质，以其为原料按现有的无纺布的工艺，制成1mm厚的羊毛为材料的无纺布。即为本发明使用的材料片。本方法也曾以蚕丝或羊毛和蚕丝混合物为材料。
(3)、将羊毛碎成5-10mm长的小段，加聚乙烯醇胶和水搅拌成糊状，涂敷在辊上，然后用热辊压成1.0mm厚的材料片，辊压前的糊状的涂敷厚度为4mm左右，热压辊表面的温度可控制在80℃。辊压后形成的材料片的密度为0.1g/cm3左右。本方法也可以使用蚕丝、人发及羊毛、蚕丝、人发的混合物。其他数值和过程不变。
(4)、取所需的羊毛，掺入所用羊毛重量的1/3的活性碳纤维，碳纤维的长度与直径和羊毛相近，以前述1-3的方法制成材料片。活性碳纤维同样可以掺入蚕丝、人发及羊毛、蚕丝、人发的混合物中。
(5)、将羊毛去杂、摊片，摊片中分散的夹入直径0.1mm，长度50mm的铜丝，铜丝的密度以在将要制造的每个改性层上能带有1-3根铜丝。制材料片的过程同前述方法。金属丝同样可加在蚕丝、人发及羊毛、蚕丝、人发的混合物中和含有碳纤维的材料中。
改性层的安装(1)、按现有技术的工艺、型号尺寸、制造包括过滤层1、金属网、端盖组成的定形框2的圆柱形空气滤清器的滤芯，在将过滤层装入定形框后，在滤芯的圆柱内表面或外表面的金属网上涂树脂胶。粘上本发明的改性层。
(2)、按现有技术的工艺，型号尺寸、制造包括过滤层1、金属网、端盖组成的定形框2的圆柱形空气滤清器的滤芯，在过滤层装入定形框的同时，在过滤层形成的圆筒的内表面或外表面附上一层本发明的改性层，共同装入定形框，将改性层挤在过滤层1和定形框2的金属网之间，然后封闭定形框。
(3)、按现有技术的工艺，型号尺寸、制造包括定形框1和过滤层2的板形空气滤清器，在滤清器通气方向的任意一个面上涂树脂胶，粘上本发明的改性层。
(4)、按现有技术的工艺，型号尺寸、制造包括定形框1和过滤层2的板形空气滤清器，在形成定形框2之前，在过滤层安装定形框的一面附上改性层3，然后注塑形成或以其他方式加装定形框，将过滤层和改性层通过定形框固定在一起。
实施例2按实施例1制造改性层材料片，按现有技术的工艺、型号尺寸及材料制造分内、外筒的圆筒形空气滤清器滤芯的完整的外筒和内筒金属支撑网4，在金属支撑网外面包围本发明的改性层3，代替现有技术中使用的纸质或晴纶毡的过滤层形成内筒。
试验例实验车为一汽生产捷达车。实验区间为沈阳至哈尔滨高速公路，里程530公里，车速90公里/小时，第一个往返使用原有的滤芯。首次空油箱加油50升，途中补加50升，返回到出发地后放出余油22升，实际用油78升。第二个往返换上本发明的滤芯，首次空油箱加油50升，途中补充加油共50升，返回到出发地后放出余油39升，实际用油61升，经计算，用本发明滤芯节油23％。第三个往返用改性层上不带金属丝的本发明的滤芯，实际用油65升。比现有的滤芯节能油16％。
权利要求
一种将空气改性的内燃机空气滤清器滤芯，包括过滤层(1)，过滤层的定形框(2)，其先特征是在滤芯空气通道上增加以蛋白质纤维为材料的改性层(3)或用蛋白质纤维材料的改性层代替分内、外筒结构的滤芯的内筒的晴纶、纸质过滤层，其中的蛋白质纤维材料可选用较常见的动物毛、蚕丝、人发等，前述材料可以单独一种或数种任意比例混合使用。
全文摘要
一种将空气改性的内燃机空气滤清器滤芯，涉及机械工程中内燃机的助燃空气处理装置。保留已有内燃机的空气滤清器滤芯过滤层，过滤层的定形框，所作的改进是在滤芯空气通道上增加以蛋白质纤维为材料的改性层。其中的蛋白质纤维材料可选用较常见的动物毛、蚕丝、人发等。前述材料可以单独一种或数种任意比例混合使用。积极效果是使用本发明带有改性层的滤芯和已有的滤芯相比较，同台内燃机可节省燃油10－30％；发动机的动力增加10％；发动机的噪音减少20分贝以上；尾气排放污染物减少30％以上。
文档编号F02M35/02GK1590747SQ0312711
公开日2005年3月9日 申请日期2003年8月26日 优先权日2003年8月26日
发明者田育忠 申请人:田育忠