Фильтр для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания

Полезная модель относится к области очистки промышленных газов и воздуха, в частности для очистки воздуха двигателей внутреннего сгорания, в особенности автомобильных и тракторных двигателях.
Известен фильтр для очистки воздуха, содержащий прикрепленный к двигателю корпус с крышкой и установленный в корпусе фильтрующий элемент, выполненный в виде концентрично расположенных внешнего и внутреннего цилиндров, между которыми помещена многолучевая бумажная штора, эластичные крышки, верхнюю и нижнюю, из самоотвердевающего герметика, жестко установленные на перфорированных цилиндрах, и нетканного синтетического материала (Многокрасочный альбом "Автомобили ВАЗ-2108, ВАЗ-2109". - М., 1989, с. 34, 35).
Однако такой фильтр имеет небольшой срок службы из-за плохой регенерации, так как происходит повреждение фильтрующей многолучевой бумажной шторы, что уменьшает срок службы фильтра и ухудшает качество очистки.
Известен фильтровальный материал, выполненный в виде одинарного покровного трикотажа из полимерных нитей, в котором одна из сторон фильтровальной поверхности содержит ворсовые элементы. В структуре такого фильтровального материала эластомерная нить образует упругий каркас, обеспечивающий переменную проницаемость при фильтрации и регенерации, а нерастяжимая нить создает фильтровальную поверхность (патент RU 1437076, B01D 39/08, 15.11.1988).
Однако такие фильтровальные материалы в процессе эксплуатации закручиваются, образуя по краям увеличенные поры, что ухудшает качество фильтрации. Возникает вероятность абразивного износа цилиндров двигателя и резко увеличивается расход горючего.
Известен фильтрующий элемент, выполненный в виде рукава из эластичного материала, при изготовлении которого используется нетканное искусственное волокно, используемый в воздухоочистителе для двигателя внутреннего сгорания, содержащем цилиндрический корпус с пылесборным бункером, фильтрующим элементом цилиндрической формы с наружной и внутренней перфорированными обечайками, верхней и нижней торцевыми крышками (патент RU 2015404, F02M 35/02, 30.06.1994).
Однако фильтровальный материал из нетканного материала плохо регенерируется, так как имеет поры постоянного размера как при фильтровании, так и при очистке, что снижает производительность очистки и качество.
Известен фильтр для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания, содержащий прикрепленный к двигателю корпус с крышкой и установленный в корпусе фильтрующий элемент, выполненный в виде концентрично расположенных внешнего и внутреннего перфорированных цилиндров, между которыми помещена многолучевая бумажная штора, верхней и нижней эластичных крышек, жестко установленных на торцах перфорированных цилиндров, и нетканного фильтровального синтетического полотна, выполненного из лавсановых и льняных волокон и размещенного по наружной поверхности внешнего цилиндра, и снабжен текстильными тканными лентами из термостойких капроновых нитей, одна из которых расположена снаружи на нетканном фильтровальном полотне, а другая - между многолучевой бумажной шторой и боковой поверхностью внутреннего перфорированного цилиндра (патент RU 2079336, МПК B01D 27/00, B01D 46/00, 20.05.1997).
Причинами, препятствующими достижению требуемого технического результата, являются сложность в изготовлении такого фильтра, что затрудняет быстрое обслуживание автотранспортного средства в критической ситуации, плохая регенерация фильтровального материала, что ухудшает качество очистки воздуха и уменьшает срок службы фильтра.
Известен фильтр для очистки воздуха от пыли, содержащий корпус, узлы подачи воздуха и отвода воздуха, расположенный внутри корпуса фильтрующий элемент, выполненный из фильтровального полотна, изогнутого зигзагом с образованием верхних и нижних ребер и снабженного торцевыми фильтрующими вставками, и герметизирован относительно зон запыленного и очищенного воздуха по периметру за счет отбортовки краев фильтровального полотна и фильтрующих вставок (патент RU 2188063, МПК B01D 46/02, B01D 46/52, 27.08.2002).
Однако используемое фильтровальное полотно не обеспечивает высокой производительности процесса очистки воздуха, так как обладает невысокой пылеудерживающей способностью.
Наиболее близким является фильтр для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания, содержащий прикрепленный к двигателю корпус с крышкой и установленный в корпусе фильтрующий элемент, выполненный в виде концентрично расположенных внешнего и внутреннего перфорированных цилиндров, между которыми помещена многолучевая бумажная штора, верхней и нижней эластичных крышек, жестко установленных на торцах перфорированных цилиндров и фильтровального полотна, размещенного по наружной поверхности внешнего цилиндра и выполненного в виде трубчатого трикотажа из полимерных нерастяжимых и эластомерных нитей, в структуре которого эластомерная нить расположена между петлями из нерастяжимых нитей в виде футера с чередованием через одну петлю и провязана в петли с нерастяжимой нитью с чередованием: через 4-8 петель по петельному столбику и через 3-5 рядов - по петельному ряду, причем модуль петли из нерастяжимой нити больше модуля петли из эластомерной нити в 3,4 раза (патент РФ 2135264, МПК B01D 46/52, B01D 39/08, F02M 35/02, 27.08.1999).
Однако невысокая плотность фильтровального полотна не обеспечивает защиту от мелких, взвешенных частиц и не обеспечивает устойчивость к действию воздушных потоков, в результате чего в процессе эксплуатации быстро увеличивается его проницаемость и соответственно падает эффективность.
Задачей полезной модели является разработка фильтра для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания, обладающего высокими эксплуатационными свойствами на протяжении всего срока его эксплуатации.
Техническим результатом является улучшение качества очистки воздуха и увеличение срока эксплуатации фильтра.
Технический результат достигается тем, что фильтр для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания содержит прикрепленный к двигателю корпус с крышкой и установленный в корпусе фильтрующий элемент, выполненный в виде концентрично расположенных внешнего и внутреннего перфорированных цилиндров, между которыми помещена многолучевая бумажная штора, верхней и нижней эластичных крышек, жестко установленных на торцах перфорированных цилиндров, и фильтровального полотна, выполненного в виде трубчатого трикотажа из полимерных нерастяжимых и эластомерных нитей и размещенного по наружной поверхности внешнего цилиндра, при этом трубчатый трикотаж выполнен комбинированным переплетением ластика 3+1 и глади, провязанной на лицевой стороне ластика в 12 петельных рядах из полиамидной нити.
Выполнение фильтра для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания с фильтровальным полотном в виде трубчатого трикотажа из полимерных нерастяжимых и эластомерных нитей комбинированным переплетением ластика 3+1 и глади, провязанной на лицевой стороне ластика в 12 петельных рядах из полиамидной нити, обеспечивает улучшение качества очистки воздуха и увеличение срока эксплуатации фильтра за счет более эффективной защиты от мелких взвешенных частиц и возможности его регенерации. Наличие ластика 3+1 из одновременно провязанных нерастяжимой и эластомерной нитей обеспечивает более эффективное улавливание механических примесей за счет более плотной петельной структуры двухслойного переплетения, а наличие глади, провязанной на лицевой стороне ластика в 12 петельных рядах из нерастяжимой полиамидной нити обеспечивает более эффективное улавливание механических примесей, защищая тем самым внутренние слои от забивки пор, выполняя функции предфильтра. Кроме этого, выполнение фильтровального полотна в виде трубчатого трикотажа из полимерных нерастяжимых и эластомерных нитей комбинированным переплетением ластика 3+1 и глади, провязанной на лицевой стороне ластика в 12 петельных рядах из полиамидной нити, позволяет производить его регенерацию. Все это обеспечивает повышение качества очистки воздуха и увеличение срока эксплуатации фильтра.
На фиг. 1 представлен общий вид фильтра для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания в разрезе.
На фиг. 2 представлена графическая запись комбинированного переплетения ластика 3+1 и глади, провязанной на лицевой стороне ластика в 12 петельных рядах.
Фильтр для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания, содержит прикрепленный к двигателю корпус 1 с крышкой 2 и установленный в корпусе 1 фильтрующий элемент 3. Фильтрующий элемент 3 выполнен в виде концентрично расположенных внешнего перфорированного цилиндра 4 и внутреннего перфорированного цилиндра 5, между которыми помещена многолучевая бумажная штора 6. На торцах перфорированных цилиндров 4 и 5 жестко установлены верхняя и нижняя эластичные крышки 7 и 8 (соответственно). По наружной поверхности внешнего перфорированного цилиндра 4 размещено фильтровальное полотно 9, закрепленное верхней 7 и нижней 8 эластичными крышками.
Фильтровальное полотно 9 выполнено в виде трубчатого трикотажа из полимерных нерастяжимых и эластомерных нитей. Трубчатый трикотаж 9 выполнен комбинированным переплетением ластика 3+1 путем одновременного провязывания полиамидной нити 10 (нерастяжимая нить) и полиуретановой нити 11 (эластомерная нить) при глубине купирования h=1.4-2.8 мм и натяжении полиуретановой нити 2.9-3.2 Н и полиамидной нити 0.8-1.6 Н и глади, провязанной на лицевой стороне ластика в 12 петельных рядах из полиамидной нити 10.
Трубчатый трикотаж комбинированным переплетением вяжется на плоскофанговой машине 14 класса путем выключения замочных систем задней игольницы при вязании двенадцати петельных рядов переплетением гладь на лицевых петлях ластика. Таким образом, от каждой лицевой петли ластика начинается первый ряд глади и на ней же завершается провязывание глади провязыванием последней двенадцатой петли. При окончании вязания глади на лицевых петлях включаются в работу иглы задней игольницы, провязывая петли ластика. Цикл (ряд ластика 3+1 и 12 рядов глади от каждой лицевой петли ластика) повторяется в каждом петельном ряду. Таким образом, на лицевой поверхности трубчатого трикотажа переплетением ластик 3+1 в каждом его ряду образуются поперечные трубки из переплетения гладь, которые образуют складки.
При этом по окончании вязания образуется цилиндрическое трикотажное изделие - фильтровальное полотно 9, содержащее на наружной (лицевой) поверхности складки 12 переплетением гладь.
Фильтровальное полотно 9 надевают на внешний перфорированный цилиндр 4 и закрепляют его при помощи верхней 7 и нижней 8 эластичных крышек. Затем фильтровальный элемент устанавливают в корпус 1 фильтра.
Фильтр для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания работает следующим образом.
Воздух, проходя через поры трикотажного фильтровального полотна 9, получает предварительную очистку не только от крупных механических частиц, но и от мелких взвешенных частиц. При этом образованные на наружной поверхности плотные складки 12 переплетением гладь задерживают механические частицы, защищая тем самым внутренний слой трикотажа - ластика от забивки пор (выполняя функции предфильтра) и совместно с ластиком обеспечивает более эффективное улавливание механических примесей за счет более плотной петельной структуры двухслойного комбинированного переплетения.
Затем, проходя через многолучевую бумажную штору 6, воздух получает более тонкую очистку и попадает в карбюратор для образования воздушно-бензиновой смеси. При очистке воздуха фильтровальное полотно 9 на поверхности цилиндра 4 находится в плотном состоянии, что обеспечивает качественную очистку воздуха.
Растянутые эластомерные нити 11 в структуре полотна обеспечивают плотное прилегание петель к поверхности фильтра. При регенерации фильтровального полотна петельная структура растягивается в продольном и поперечном направлениях, что позволяет увеличить поры, и при помощи обратного потока воздуха, задержанные механические частицы легко удаляются из пор фильтровального полотна.
Таким образом, фильтр для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания, содержащий прикрепленный к двигателю корпус с крышкой и установленный в корпусе фильтрующий элемент, на внешний перфорированный цилиндр которого надето фильтровальное полотно, выполненное в виде трубчатого трикотажа из полимерных нерастяжимых и эластомерных нитей комбинированным переплетением ластика 3+1 и глади, провязанной на лицевой стороне ластика в 12 петельных рядах из полиамидной нити, обеспечивает повышение качества очистки воздуха и увеличение срока эксплуатации фильтра.