Воздушный фильтр в сборе для автомобильного транспортного средства
Изобретение относится к устройствам для фильтрации воздуха. Фильтр содержит опору, корпус, содержащий боковую стенку вокруг полого центра, и вспомогательный фильтр, выполненный на опоре впритык к корпусу фильтра. Вспомогательный фильтр имеет внутреннюю поверхность, выполненную в виде дуги и совпадающую с радиусом кривизны наружной части боковой стенки корпуса фильтра. Опора содержит крепление вспомогательного фильтра. Крепление имеет две перегородки, разделяющие корпус на две части. Достигается упрощение конструкции для обслуживания устройства. 17 з.п. ф-лы, 7 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится, главным образом, к устройствам моторизированного транспортного средства и, в частности, фильтру в сборе, содержащему основной фильтр и вспомогательный фильтр.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Для работы должным образом двигателю внутреннего сгорания транспортного средства требуется адекватная подача отфильтрованного, свежего воздуха. Соответственно, воздух из атмосферы может быть втянут через сажевый фильтр для удаления пыли и других частиц до того, как воздух войдет в воздухозаборник двигателя. Для транспортных средств, работающих в умеренных климатических зонах, один сажевый фильтр может обеспечить адекватную фильтрацию воздуха на протяжении многих месяцев до того, как фильтр засорится, и потребуется его замена. Однако в более жестких климатических условиях фильтр может забиться льдом и снегом раньше времени, тем самым, ограничивая воздушный поток в двигатель и снижая эффективность последнего. Жесткие климатические условия могут содержать, например, условия высокой заснеженности.
Одно решение этой проблемы заключается в установке специализированной решетчатой крышки на транспортном средстве для предотвращения попадания снега и/или пыли в систему фильтрации воздуха транспортного средства. Однако такие решетчатые крышки подходят конкретно для фронтальной конфигурации транспортного средства, на котором их устанавливают, тем самым, являются дорогими при производстве. Кроме того, водитель транспортного средства может быть вынужден устанавливать и удалять решетчатую крышку каждый раз при изменении погодных условий, что является крайне неудобным.
Известны системы фильтрации воздуха, выполненные с возможностью подачи достаточно чистого воздуха в воздухозаборник двигателя в случае закупоривания или блокировки системы фильтрации воздуха. Такие системы фильтрации воздуха могут содержать корпус, сконфигурированный для разделения фильтра на основную часть и вспомогательную часть, в которых вспомогательный воздухозаборник может быть сконфигурирован для направления воздуха во вспомогательную часть фильтра при блокировке его основной части.
Однако системы фильтрации воздуха, выполненные с возможностью работы в жестких погодных условиях, могут быть дороже и сложнее в обслуживании, чем стандартная система фильтрации воздуха, сконфигурированная для использования в умеренно холодных климатических зонах. Настоящее изобретение направлено на решение этих проблем.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с целями и преимуществами, раскрытыми в настоящем документе, предложен фильтр в сборе для моторизированного транспортного средства. Фильтр в сборе содержит опору, корпус фильтра, выполненный на опоре, и вспомогательный фильтр. Корпус фильтра содержит боковую стенку вокруг полого центра. В одном возможном варианте осуществления корпус фильтра образует эллиптический цилиндр. В одном возможном варианте осуществления корпус фильтра является складчатым фильтром.
В одном возможном варианте осуществления вспомогательный фильтр является вспененным материалом с открытыми порами. В одном возможном варианте осуществления вспомогательный фильтр расположен на опоре снаружи центра. В одном возможном варианте осуществления корпус фильтра имеет первую продольную ось, а вспомогательный фильтр имеет вторую продольную ось, при этом первая продольная ось параллельна второй продольной оси и смещена относительно нее. В одном возможном варианте осуществления фильтр в сборе также содержит уплотнительное кольцо на корпусе фильтра вокруг осевого выхода.
В одном возможном варианте осуществления опора содержит основание и клетку. Корпус фильтра помещен на основании вокруг клетки. Опора также содержит крепление вспомогательного фильтра, вмещающее и удерживающее указанный вспомогательный фильтр. Крепление содержит две перегородки, разделяющие корпус фильтра на первую часть, выполненную с возможностью функционирования в качестве первичного фильтра, и вторую часть, расположенную ниже по потоку от вспомогательного фильтра. Части помещены в две выемки между складками складчатого фильтра.
Также вспомогательный фильтр содержит установочную канавку, а крепление содержит u-образную стенку, помещенную в указанную установочную канавку, которая также может быть выполнена полностью закрытой. Крепеж помещен в две перегородки, и установочная канавка прикрепляет вспомогательный фильтр к опоре.
В нижеследующем раскрытии показано несколько предпочтительных вариантов осуществления фильтра в сборе. Следует понимать, что фильтр в сборе может иметь другие, отличные варианты осуществления, и некоторые его детали могут быть модифицированы в другие очевидные формы без отклонения от сущности изобретения, определяемой формулой изобретения. Соответственно, графические материалы и раскрытие приведены в качестве иллюстративного описания и не несут ограничительного смысла.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Прилагаемые графические материалы, включенные в настоящую заявку и составляющие часть раскрытия изобретения, показывают несколько аспектов воздушного фильтра в сборе и вместе с раскрытием изобретения предназначены для объяснения определенных принципов изобретения. На графических материалах показано следующее.
На фигуре 1 показана боковая вертикальная проекция фильтра в сборе, показывающая как основной, так и вспомогательный фильтр.
На фигуре 2 показан вид в перспективе фильтра в сборе, если смотреть вниз в центр через осевой выход, и опора.
На фигуре 3 показан вид в перспективе опоры.
На фигуре 4 показан вид сверху с частичным разрезом фильтра в сборе, показанного на фигурах 1 и 2, расположенного в коробе воздухоочистителя в сборе транспортного средства, на котором можно видеть, как перегородки делят корпус фильтра на две части.
На фигуре 5 показан вид в перспективе воздухоочистителя в сборе, показывающий входной канал, ведущий в короб воздухоочистителя и выходной канал, ведущий из короба воздухоочистителя.
На фигуре 6 показана детализированная боковая вертикальная проекция, иллюстрирующая отверстие входного канала сбоку в корпусе воздухоочистителя.
На фигуре 7 показан вид сверху, иллюстрирующий крышку, закрывающую сверху короб воздухоочистителя и содержащую выходную камеру и выходной канал.
Далее обратимся к предпочтительным вариантам осуществления фильтра в сборе, примеры которых проиллюстрированы в прилагаемых графических материалах.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 и 2 показан фильтр 10 в сборе, который содержит корпус 12 фильтра и вспомогательный фильтр 14. Как показано на фиг. 1 и 2, корпус 12 фильтра имеет первую продольную ось А1, в то время как вспомогательный фильтр 14 имеет вторую продольную ось А2. В проиллюстрированном варианте осуществления первая продольная ось A1 параллельна второй продольной оси А2 и смещена относительно нее. Корпус 12 фильтра содержит боковую стенку 16 и полый центр 18. В проиллюстрированном варианте осуществления боковая стенка 16 образована складками складчатого фильтрующего материала известного типа.
Следует понимать, что и корпус 12 фильтра и вспомогательный фильтр 14 помещены и закреплены на опоре 20. Как наилучшим образом показано на фигуре 3, опора 20 содержит основание 22 и клетку 24, которые могут быть целиком сформованы единым элементом или выполнены в виде отдельных частей, скрепленных вместе. Корпус 12 фильтра помещен на основание 22 вокруг клетки 24 таким образом, что клетка выступает в полый центр 18 (см. фиг. 2). Для крепления корпуса 12 фильтра к основанию 22 может быть использовано клеящее вещество. Клетка 24 поддерживает фильтр 12 и предотвращает заваливание вовнутрь при прохождении воздуха через корпус 12 фильтра в двигатель транспортного средства.
Следует также понимать, что основание 22 закрывает первый конец центра 18. Второй конец центра 18, наоборот, остается открытым, образуя осевой выход 30, что подробнее будет раскрыто ниже. Складочное уплотнительное кольцо 32 из полиуретана или другого подходящего материала входит в зацепление с концом боковой стенки 16 и проходит вокруг осевого выхода 30. В проиллюстрированном варианте осуществления корпус 12 фильтра является овальным в поперечном сечении и формирует эллиптический цилиндр.
Вспомогательный фильтр 14 формируют из фильтрующего вспененного материала с открытыми порами, например, вспененного полиэстера или сетчатого вспененного полиэфира с открытыми порами. Вспененный материал вспомогательного фильтра 14 обеспечивает более ограниченный воздушный поток, чем фильтрующая среда корпуса 12 фильтра. В одном возможном варианте осуществления вспененный материал обеспечивает сужение сечения, соответствующее значению чуть выше двух дюймов ртутного столба.
Следует понимать, что внутренняя поверхность 36 вспомогательного фильтра 14 выполнена в виде дуги и имеет радиус кривизны, по существу совпадающий с радиусом кривизны наружной стенки корпуса 12 фильтра. Соответственно, вспомогательный фильтр 14 может быть выполнен впритык к корпусу 12 фильтра снаружи от центра 18. Что также показано на фиг. 3, опора 20 содержит две перегородки 38, 40, крепление вспомогательного фильтра в форме искривленной u-образной стенки 42 и искривленный полосовой крепеж 44. В альтернативном варианте осуществления, не показанном на фигурах, крепеж 44 может быть прямым. Вспомогательный фильтр 14 содержит установочную канавку 46 (см. фиг. 2). Вспомогательный фильтр 14 расположен над u-образной стенкой 42 таким образом, что стенку помещают в канавку 46, и фильтр проходит через отверстие 48 в стенке. Крепеж 44 затем вставляют сверху в канавку 46 и во взаимодействующие пазы 50 в перегородках 38, 40 для завершения соединения и удержания вспомогательного фильтра 14 в положении на опоре вплотную к корпусу 12 фильтра. Это облегчает сборку вспененного материала 14 вспомогательного фильтра с опорой 20.
Как наилучшим образом показано на фиг. 4, перегородки 38, 40 помещены в выемки 52 между складками 54 складчатого корпуса 12 фильтра. Перегородки 38, 40 непрерывно проходят от основания 22 к уплотнительному кольцу 32 и эффективно разделяют корпус 12 фильтра на первую часть 56, выполненную с возможностью функционирования в качестве первичного фильтра, и вторую часть 58, расположенную ниже по потоку от вспомогательного фильтра 14. Как подробнее будет раскрыто ниже, во время нормальной работы воздух затягивается в двигатель через первую часть 56 корпуса 12 фильтра (см. направляющую стрелку A на фигуре 4). Большее сопротивление воздушному потоку вспомогательного фильтра 14 и перегородки 38, 40 по существу предотвращают какой-либо воздушный поток через вторую часть 58. Однако, когда первая часть 56 значительно закупорится, так что сопротивление воздушному потоку в первой части станет больше, чем во вспомогательном фильтре 14, воздух будет затягиваться через вспомогательный фильтр и вторую часть 58 (см. направляющую стрелку В).
На фиг. 4 также проиллюстрировано размещение фильтра 10 в сборе в коробе 60 воздухоочистителя в сборе транспортного средства, в целом обозначенного позиционным номером 62. В частности, на фиг. 4 показан короб 60 воздухоочистителя со снятой крышкой 64. Следует понимать, что фильтр 10 в сборе может быть легко установлен в коробе 60 воздухоочистителя. В частности, фильтр 10 в сборе, содержащий интегрированный корпус 12 фильтра и вспомогательный фильтр 14, просто вставляют в короб 60 воздухоочистителя со вспомогательным фильтром 14, ориентированным в угол 66 соответствующей формы, так что наружная поверхность вспомогательного фильтра 14 располагается вровень или имеет специальную посадку в углу. Как показано на фиг. 6, при полной посадке в положении, основание 22 опоры 20 покоится на выступах 68, выступающих вверх от донной стенки 70 короба воздухоочистителя, чтобы обеспечить проход воздуха между основанием и донной стенкой.
Как показано на фиг. 5-7, воздухоочиститель 62 в сборе также содержит входной канал 72 для направления воздуха в короб 60 воздухоочистителя через отверстие 74 в донной стенке 70 и боковой стенке 76. Кроме того, воздухоочиститель 62 в сборе содержит крышку 64, закрывающую сверху короб 60 воздухоочистителя после расположения в ней фильтра 10 в сборе. Зажимы 78 удерживают крышку 64 на мете. Следует понимать, что крышка 64 содержит выходную камеру 80 и выходной канал 82. Следует понимать, что выходная камера 80 образована в крышке 64 с овальным отверстием, совпадающим с осевым выходом 30 фильтра 10 в сборе. При правильном расположении и фиксации крышки 64 посредством зажимов 78 обеспечивают радиальное и/или аксиальное уплотнение, проходящее вокруг осевого выхода 30, тем самым, обеспечивая уплотненный проход от центра 18 фильтра 10 в сборе через выходную камеру 80 в выходной канал 82.
Во время нормальной работы двигателя воздух затягивается в двигатель через входной канал 72 и отверстие 74 в коробе 60 воздухоочистителя. Воздух затем затягивается через первую часть 56 корпуса 12 фильтра, улавливающую пыль и твердые частицы. Очищенный воздух затягивается в центр 18, затем проходит через осевой выход 30 в выходную камеру 80, и затем выходит из выходного канала 82 в двигатель транспортного средства. Следует понимать, что во время нормальной работы воздух проходит по существу исключительно через первую часть 56 корпуса 12 фильтра с меньшим сопротивлением воздушному потоку, чем во вспомогательном фильтре, выполненном из вспененного материала с открытыми порами. В результате вторая часть 58 корпуса 12 фильтра остается чистой и свободной от каких-либо частиц или другого материала, который мог бы уменьшить его эффективность.
В случае увеличения ограничения воздушного потока в первичном фильтре 12 по сравнению со вспомогательным фильтром 14, например, из-за всасывания льда и снега в случае суровых погодных условий, воздух автоматически будет втягиваться из отсека двигателя транспортного средства через вспомогательный фильтр, проходя через отверстие 84 в боковой стенке короба 60 воздухоочистителя в углу 66 (см. фиг. 7). Следует понимать, что воздух в отсеке двигателя был нагрет двигателем. Соответственно, вспомогательный фильтр 14 и вторая часть 58 корпуса 12 фильтра ниже по потоку остаются свободными и чистыми от снега и частиц льда. Таким образом, воздушный поток, втягиваемый через вспомогательный фильтр 14, остается доступным даже в случае суровых погодных условий. Этот воздушный поток проходит от вспомогательного фильтра 14 во вторую часть 58 корпуса фильтра между перегородками 38, 40, и затем проходит через центр 18, осевой выход 30, выходную камеру 80 и выходной канал 82 в двигатель. Таким образом, двигатель получает необходимый для поддержания работы воздух до достижения транспортным средством зоны обслуживания.
В общих словах, фильтр 10 в сборе обеспечивает множество преимуществ. В частности, фильтр 10 в сборе содержит интегрированное корпус 12 фильтра и вспомогательный фильтр 14, что позволяет легко и быстро установить фильтр 10 в сборе в короб 60 воздухоочистителя 62 в сборе транспортного средства даже в полевых условиях. Фильтр 10 в сборе также отличается невысокой стоимостью производства.
Вышеприведенное описания представлено исключительно с целью иллюстрации и раскрытия изобретения. Оно не является исчерпывающим или ограничивающим варианты осуществления описанными ранее конкретными формами. Возможны очевидные модификации и варианты в свете вышеперечисленных положений. Например, в одном возможном варианте осуществления вторая часть 58 корпуса 12 фильтра ограничена, а ниже по потоку от вспомогательного фильтра 14 между перегородками 38, 40 предусмотрен открытый проход. В другом возможном варианте осуществления ведущая грань перегородок 38, 40, проходящая в складчатых канавках 52, может содержать мягкую грань из полиуретана, резины или другого подходящего материала для меньшего истирания, так как складки 54 вибрируют во время работы транспортного средства. Все подобные модификации и варианты входят в объем прилагаемой формулы изобретения при истолковании в соответствии с широтой, которую она справедливо, законно и беспристрастно охватывает.
1. Фильтр в сборе для моторизированного транспортного средства, содержащий опору,
корпус фильтра, выполненный на указанной опоре, содержащий боковую стенку вокруг полого центра, и
вспомогательный фильтр, выполненный на указанной опоре впритык к корпусу фильтра, причем указанный вспомогательный фильтр имеет внутреннюю поверхность, выполненную в виде дуги и, по существу, совпадающую с радиусом кривизны наружной части боковой стенки корпуса фильтра, причем указанная опора содержит крепление вспомогательного фильтра, вмещающее и удерживающее указанный вспомогательный фильтр,
причем указанное крепление вспомогательного фильтра содержит две перегородки, разделяющие указанный корпус фильтра на первую часть, функционирующую в качестве первичного фильтра, и вторую часть, расположенную ниже по потоку от указанного вспомогательного фильтра.
2. Фильтр в сборе по п. 1, отличающийся тем, что указанный корпус фильтра образует эллиптический цилиндр.
3. Фильтр в сборе по п. 2, отличающийся тем, что первый конец указанного центра закрыт указанной опорой, а второй конец указанного центра является осевым выходом.
4. Фильтр в сборе по п. 3, отличающийся тем, что указанный корпус фильтра является складчатым фильтром.
5. Фильтр в сборе по п. 4, отличающийся тем, что указанный вспомогательный фильтр является вспененным материалом с открытыми порами.
6. Фильтр в сборе по п. 5, отличающийся тем, что указанный вспомогательный фильтр выполнен на указанной опоре снаружи указанного центра.
7. Фильтр в сборе по п. 6, отличающийся тем, что указанный корпус фильтра имеет первую продольную ось, и указанный вспомогательный фильтр имеет вторую продольную ось, при этом указанная первая продольная ось параллельна указанной второй продольной оси и смещена относительно нее.
8. Фильтр в сборе по п. 7, отличающийся тем, что также содержит уплотнительное кольцо на указанном корпусе фильтра вокруг указанного осевого выхода.
9. Фильтр в сборе по п. 1, отличающийся тем, что первый конец указанного центра закрыт указанной опорой, а второй конец указанного центра является осевым выходом.
10. Фильтр в сборе по п. 1, отличающийся тем, что указанный корпус фильтра является складчатым фильтром.
11. Фильтр в сборе по п. 1, отличающийся тем, что указанный вспомогательный фильтр является вспененным материалом с открытыми порами.
12. Фильтр в сборе по п. 1, отличающийся тем, что указанный вспомогательный фильтр выполнен на указанной опоре снаружи указанного центра.
13. Фильтр в сборе по п. 1, отличающийся тем, что указанный корпус фильтра имеет первую продольную ось, а указанный вспомогательный фильтр имеет вторую продольную ось, при этом указанная первая продольная ось параллельна указанной второй продольной оси и смещена относительно нее.
14. Фильтр в сборе по п. 1, отличающийся тем, что также содержит уплотнительное кольцо на указанном корпусе фильтра вокруг указанного осевого выхода.
15. Фильтр в сборе по п. 1, отличающийся тем, что указанная опора содержит основание и клетку, причем указанный корпус фильтра помещен на указанном основании вокруг указанной клетки.
16. Фильтр в сборе по п. 10, отличающийся тем, что указанные две перегородки помещены в две выемки между складками указанного складчатого фильтра.
17. Фильтр в сборе по п. 16, отличающийся тем, что указанный вспомогательный фильтр содержит установочную канавку и указанное крепление вспомогательного фильтра содержит u-образную стенку, помещенную в указанную установочную канавку.
18. Фильтр в сборе по п. 17, отличающийся тем, что также содержит крепеж, помещенный в указанные две перегородки и указанную установочную канавку для крепления указанного вспомогательного фильтра к указанной опоре.
