专利名称：特性空气过滤筒的制作方法
背景技术：
和
发明内容
本发明涉及空气过滤筒。
空气过滤筒在原有技术中是公知的，并且典型地由环形过滤介质提供，所述环形过滤介质具有中空内部并在第一和第二远侧相对的端盖之间轴向延伸，所述端盖之一是出口端盖，另一端盖可以封闭。在内燃机的应用中，发动机制造者日益需要不与大量气流传感器(MAFS)相干涉的过滤器，所述MAFS典型地直接从过滤筒的下游布置并对过滤筒的几何形状/缺陷是敏感的，从而引起气流速度的分布变化和不一致。在涡轮/增压式发动机的情况下，日益需要减弱噪音。后述要求典型地通过在系统中引入单独设备来满足，但是需要性能成本更合算的解决方案。
本发明是在针对上述需要的研究过程中产生的。
附图简述
图1是按照本发明的空气过滤筒部分切除后得到的透视图；图2是图1中结构的剖视图；图3是按照本发明的空气过滤筒另一角度的透视图；图4是图3中构造的端部正视图；图5是沿图4中的线5-5获得的剖视图；图6是图1中结构的一部分的可选实施例的透视图；图7是图6中结构的端部正视图；图8是图6中结构的侧视图；图9是图1中结构的一部分的另一可选实施例的透视图；图10是图9中结构的端部正视图；
图11是图9中结构的侧视图；图12是图9中结构的侧视图，相对于图11转90°。
具体实施例方式
图1显示包括环形过滤介质12的空气过滤筒10，所述环形过滤介质12具有中空内部14并在第一和第二远侧相对的端盖16和18之间轴向延伸。端盖16是出口端盖，其具有与所述出口端盖整体成形的流矫直结构20并横跨所述中空内部14。空气如箭头22所示向内、径向穿过过滤介质12流入中空内部14，然后如箭头24所示从中空内部14轴向穿过流矫直结构20。流矫直结构20优选地设置具有多个开口或小孔的格栅或基体，穿过所述开口或小孔在箭头24方向引导和矫直轴向流，以降低出口气流速度分布的变化，亦即，提供贯穿过滤筒出口的整个径向跨度上更一致的气流速度，具有层流的性质。在理想的优选实施例中，空气过滤筒是个嵌入式的空气过滤筒，其具有注模到过滤介质12上的注模塑料端盖16，并包括与之整体模制而成的塑料流矫直结构20。另一实施例中，注模塑料流矫直结构在径向密封的氨基甲酸乙酯构件固化期间嵌入到其中。理想地，格栅片的横截面壁厚应尽可能薄，以使得其间用于通过气流的开放面积最大化。在又一实施例中，格栅20的格栅片21具有空气动力学横截面形状，如图5所示，例如泪珠形等。
过滤介质12具有轴向端面26，如图1、图2所示，其在内部和外部周边28和30之间径向延伸。端盖16具有沿轴向端面26径向延伸的整体径向法兰32。端盖16具有沿内部周边28轴向延伸的整体轴向法兰34。流矫直结构20从至少径向法兰32和轴向法兰34之一完整地延伸穿过中空内部14。在优选的形式中，径向法兰32和轴向法兰34在界面接合处36相交，并且流矫直结构20从接合处36完整地延伸穿过中空内部14。在优选实施例中，流矫直结构20是塑料格栅，如图3、图4所示，具有完整地从接合处36延伸的外部周边，如图1所示。接合处36具有T形截面，也就是由轴向法兰34提供的轴向延伸的主干以及一对由此在相反的方向径向延伸的支臂，第一支臂由径向法兰32提供，而第二支臂由格栅20的外部周边提供，其中主干和支臂在具有所提T形的接合处36会合。
图1-3中的端盖18是具有内面40的封闭端盖，如图3所示，其面对中空内部14并具有由其中的盲孔42形成的四分之一波长谐振器。在优选形式中，空气过滤筒是具有注模到其上的注模塑料端盖18的嵌入式空气过滤筒，并包括其中形成四分之一波长谐振器的盲孔42。四分之一波长谐振器用于减弱高频声音，例如用于需要减弱高频声音的涡轮/增压式发动机。
在一个实施例中，如图3所示的端盖18的内面40具有四分之一波长谐振器盲孔第一密度的第一区域44，还具有沿第一区域44径向朝外的、四分之一波长谐振器盲孔第二密度的第二区域46。所提第二密度小于所提第一密度。在优选形式中，四分之一波长谐振器盲孔具有大约5～8mm的轴向深度和大约2～3mm的径向宽度。在另一实施例中，第一组一个或多个谐振器孔具有第一深度，并且一组或多组额外的一个或多个谐振器孔具有不同的深度，以减弱不同的频率。
在又一实施例中，如图6～8所示，流矫直结构20a设置有具有由多个导片50组成的格栅片的栅格，所述叶片引导气流轴向穿过空气过滤筒10的第一端盖16a。导片包括相互横向延伸的第一和第二组导片52和54。第一组导片52相对于轴向流24的轴56按弓形延伸。第二组导片54相对于轴56径向延伸。导片具有设定的轴向延长，使得空气过滤筒10的第一端盖16a具有外部锥形轮廓58，如图8所示，其沿轴向流24的轴56聚集到一点。
在又一实施例中，如图9～12所示，流矫直结构20b设置具有格栅片的格栅，所述格栅片由多个引导气流轴向穿过空气过滤筒10的第一端盖16b的导片60组成。导片至少包括相互横向延伸的第一和第二组导片62和64。每个第一组和第二组导片62和64都相对于轴向流24按切线延伸。导片具有设定的轴向延长，使得空气过滤筒10的第一端盖16b具有外部锥形轮廓66，如图11和12所示，其沿轴向流24的轴56聚集到一点。
能够认识到，在所附加的权利要求的范围内可进行各种等价、替代和改进。尽管显示了圆形的圆柱过滤介质和过滤筒，但是也可使用其它环形构造，包括椭圆形、跑道形和各种闭环构造。过滤筒可包括各种密封结构和衬垫，用于在壳体之内密封地配合或安装，与公知的密封技术一致，使用单独密封构件或衬垫和/或可具有与一个或两个端盖整体形成的密封，例如如在2003年12月3日提出申请的美国专利申请No.10/726,974、2004年4月19日提出申请的美国专利申请No.10/827,509、2004年9月29日提出申请的美国专利申请No.10/952,631以及2004年11月24日提出申请的美国专利申请No.10/997,257中所示，在此参引以上所有专利申请。
权利要求
1.一种包括环形过滤介质的空气过滤筒所述环形过滤介质具有中空内部并在第一和第二远侧相对的端盖之间轴向延伸，所述第一端盖是出口端盖，其具有与所述出口端盖整体成形的流矫直结构并横跨所述中空内部，使得空气从所述中空内部轴向穿过所述空气过滤筒的所述第一端盖的所述流矫直结构，以降低出口气流速度分布的变化。
2.如权利要求1所述的空气过滤筒，其中，所述空气过滤筒是个嵌入式的空气过滤筒，其具有注模形成的塑料的所述第一端盖，并包括与之整体模制而成的塑料的所述流矫直结构。
3.如权利要求2所述的空气过滤筒，其中，所述过滤介质具有在内部和外部周边之间径向延伸的轴向端面，所述第一端盖具有沿所述轴向端面径向延伸的整体径向法兰，以及沿所述内部周边轴向延伸的整体轴向法兰，其中所述流矫直结构从至少所述径向法兰和所述轴向法兰之一完整地延伸穿过所述中空内部。
4.如权利要求3所述的空气过滤筒，其中，所述径向法兰和所述轴向法兰在界面接合处相交，其中所述流矫直结构从所述接合处完整地延伸穿过所述中空内部。
5.如权利要求4所述的空气过滤筒，其中，所述流矫直结构包含塑料格栅，其具有完整地从所述接合处延伸的外部周边。
6.如权利要求5所述的空气过滤筒，其中，所述接合处呈T形，也就是由所述轴向法兰提供的轴向延伸的主干以及一对由此在相反的方向径向延伸的支臂，所述第一支臂由所述径向法兰提供，所述第二支臂由所述格栅的所述外部周边提供，所述主干和所述支臂在所述T形的所述接合处会合。
7.如权利要求1所述的空气过滤筒，其中，所述流矫直结构包含格栅，其包括的格栅片具有空气动力学横截面形状。
8.如权利要求7所述的空气过滤筒，其中，所述格栅片的所述空气动力学形状是泪珠形。
9.如权利要求1所述的空气过滤筒，其中，所述流矫直结构包含格栅，其包括的格栅片由多个导片组成，用于引导所述气流轴向穿过所述空气过滤筒的所述第一端盖。
10.如权利要求9所述的空气过滤筒，其中，所述导片包括相互横向延伸的第一和第二组导片。
11.如权利要求10所述的空气过滤筒，其中，所述第一组导片相对于轴向流的轴按弓形延伸，所述第二组导片相对于所述轴径向延伸。
12.如权利要求10所述的空气过滤筒，其中，所述每个所述第一组和第二组的所述导片都相对于所述轴向流按切线延伸。
13.如权利要求9所述的空气过滤筒，其中，所述导片具有设定的轴向延长，使得所述空气过滤筒的所述第一端盖具有外部锥形轮廓，其沿所述轴向流的轴聚集到一点。
14.一种包括环形过滤介质的空气过滤筒，所述环形过滤介质具有中空内部并在第一和第二端盖之间轴向延伸，所述第一端盖是出口端盖，所述第二端盖是具有内面的封闭端盖，所述内面面对所述中空内部并具有由其中的盲孔形成的四分之一波长谐振器。
15.如权利要求14所述的空气过滤筒，其中，所述空气过滤筒是嵌入式空气过滤筒，其具有注模形成的塑料的所述第二端盖，所述第二端盖包括其中形成所述四分之一波长谐振器的所述盲孔42。
16.如权利要求14所述的空气过滤筒，其中，所述第二端盖的所述内面具有所述四分之一波长谐振器盲孔第一密度的第一区域，还具有四分之一波长谐振器盲孔第二密度的第二区域，所述第二密度小于所述第一密度。
17.如权利要求16所述的空气过滤筒，其中，所述第二区域在所述第一区域径向朝外的位置。
18.如权利要求14所述的空气过滤筒，其中，所述四分之一波长谐振器盲孔具有大约5～8mm的轴向深度。
19.如权利要求18所述的空气过滤筒，其中，所述四分之一波长谐振器盲孔具有大约2～3mm的径向宽度。
20.如权利要求14所述的空气过滤筒，其中，所述第二端盖的所述内面具有第一组一个或多个具有第一轴向深度的四分之一波长谐振器盲孔，并且一组或多组额外的一个或多个四分之一波长谐振器盲孔具有不同的轴向深度，以减弱不同的频率。
21.一种包括结合的环形过滤介质的空气过滤筒，所述环形过滤介质具有中空内部并在第一和第二远侧相对的端盖之间轴向延伸，所述第一端盖是出口端盖，其具有与所述出口端盖整体成形的流矫直结构并横跨所述中空内部，使得空气从所述中空内部轴向穿过所述第一端盖的所述流矫直结构，以降低出口气流速度分布的变化，所述第二端盖是具有内面的封闭端盖，所述内面面对所述中空内部并具有由其中的盲孔形成的四分之一波长谐振器。
22.如权利要求21所述的空气过滤筒，其中，所述空气过滤筒是个嵌入式的空气过滤筒，其具有注模形成的塑料的所述第一端盖，所述第一端盖包括与之整体模制而成的塑料的所述流矫直结构，所述空气过滤筒还具有注模的所述第二端盖，所述第二端盖包括其上形成所述四分之一波长谐振器的所述盲孔。
23.如权利要求22所述的空气过滤筒，其中，所述过滤介质具有在内部和外部周边之间径向延伸的轴向端面，所述第一端盖具有沿所述轴向端面径向延伸的整体径向法兰，以及沿所述内部周边轴向延伸的整体轴向法兰，其中，所述流矫直结构从至少所述径向法兰和所述轴向法兰之一完整地延伸穿过所述中空内部，并且所述四分之一波长谐振器盲孔具有大约5～8mm的轴向深度。
24.如权利要求23所述的空气过滤筒，其中，所述径向法兰和所述轴向法兰在界面接合处相交，其中所述流矫直结构从所述接合处完整地延伸穿过中空内部，所述流矫直结构包含塑料格栅，其具有完整地从所述接合处延伸的外部周边，所述接合处具有T形截面，也就是由所述轴向法兰提供的轴向延伸的主干以及一对由此在相反的方向径向延伸的支臂，所述第一支臂由所述径向法兰提供，所述第二支臂由所述格栅的所述外部周边提供，所述主干和所述支臂在所述T形的所述接合处会合。
25.如权利要求21所述的空气过滤筒，其中，所述第二端盖的所述内面具有所述四分之一波长谐振器盲孔第一密度的第一区域，还具有四分之一波长谐振器盲孔第二密度的第二区域，所述第二密度小于所述第一密度，其中，所述四分之一波长谐振器盲孔具有大约2～3mm的径向宽度。
全文摘要
一种包括环形过滤介质的空气过滤筒，所述环形过滤介质具有中空内部并在第一和第二远侧相对的端盖之间轴向延伸。所述第一端盖是出口端盖，其具有与所述出口端盖整体成形的流矫直结构并横跨所述中空内部。所述第二端盖是具有内面的封闭端盖，所述内面具有由其中的盲孔形成的四分之一波长谐振器。
文档编号F02M35/024GK1810346SQ20051011617
公开日2006年8月2日 申请日期2005年10月24日 优先权日2005年1月27日
发明者拉里·T·冈德森, 克里斯多佛·E·霍尔姆, 凯利·R·施米茨, 扎基尔·艾哈迈德·夸比利, 郑振源 申请人:弗利特加尔公司