[發明專利]一種汽車引擎用高效長壽命復合濾料結構及其制備方法

無效

• 申請號: 201210327917.3
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102824788A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 徐斌;崔鵬義
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B01D39/14
• 分類號: B01D39/14;B32B17/02
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于空氣環境凈化技術領域，具體涉及一種汽車引擎用高效長壽命復合濾料結構及其制備方法。?

背景技術

汽車引擎用的空氣濾清器濾芯，按過濾材料來分，經歷了油濕式、油浴式再到紙質濾芯三個階段。金屬網狀濾芯由于過濾效率太低，在汽車空氣過濾系統中已經趨于淘汰。從五十年代開始，出現了新型材料紙質濾芯，技術上經過不斷完善，具有過濾效率高，為95%~99%，成本低，維修方便，結構尺寸小，因而獲得廣泛使用。但由于車輛行駛的道路環境中顆粒物污染嚴重，易造成過濾器堵塞，壽命短，使得過濾器更換過于頻繁。對于大型貨車，各換頻率甚至高達每600公里1次。同時，現有過濾器強度低容易破損，失去濾清作用。?

汽車引擎用的空氣過濾材料需要包括以下幾方面性能：（1）過濾效率高；（2）氣流阻力小；（3）機械強度大；（4）均勻性好；（5）滿足使用壽命長等要求。然而目前國內市場上汽車引擎使用的過濾器的濾料結構普遍存在以下缺點：一是濾料結構單一，過濾效率較低；二是濾料使用過程中，容塵分布不合理，外多內少，在濾料表面形成表面過濾，阻力增加比較快，降低了濾料使用壽命。?

發明內容

本發明針對汽車引擎用空氣過濾器中濾料存在以上技術問題，通過顆粒物過濾理論及計算流體力學技術對濾料結構與功能進行了科學合理的設計，提供一種汽車引擎用高效長壽命復合濾料結構及其制備方法。?

本發明提供的一種汽車引擎用高效長壽命復合濾料結構，專門用在汽車引擎的空氣過濾器中，以達到空氣過濾效率高，使用過程中阻力變化小，機械強度高，使用壽命長等特點。?

本發明為達到以上技術要求，所采取的技術方案是：?

本發明提出的一種汽車引擎用高效長壽命復合濾料結構，所述濾料結構由N+1層過濾層疊合而成，由迎風面向內依次為第一層到第N層不同厚度、不同纖維直徑和孔隙率的纖維過濾層和第N+1層PTFE浸漬鍍膜層疊合而成；從迎風面向內起，第一層到第N層的纖維過濾層的厚度、纖維直徑和孔隙率依次減小；其中N大于等于2。

本發明中，各纖維層的層數、厚度、纖維直徑與孔隙率通過顆粒物過濾理論及計算流體力學的方法確定，第一纖維層直徑為10-20微米，第二纖維層直徑為1-8微米。?

本發明中，所述纖維過濾層采用玻璃纖維。?

本發明提出的一種汽車引擎用高效長壽命復合濾料結構的制備方法，具體步驟如下：?

按著由迎風面向內的順序依次制備各纖維過濾層結構，待前一層纖維過濾層脫水60-70%后將其放置于造紙機的成紙網表面，在其表面噴涂制作下一層纖維過濾層，依此類推，最后在第N層纖維過濾層上浸漬鍍第N+1層過濾結構PTFE膜。

本發明中，所述的一種汽車引擎用的高效長壽命復合濾料結構，各纖維層的厚度、纖維直徑與孔隙率通過顆粒物過濾理論及計算流體力學的方法確定，由迎風面向內各層的厚度、纖維直徑和孔隙率依次減小；濾料工作過程中灰塵由大到小依次合理沉積在各纖維過濾層中，最后一層PTFE膜保證較高的過濾效率；本發明濾料結構兼顧了容塵量與過濾效率的最優化，減小了濾料結構的厚度和阻力，使得過濾效率和使用壽命提高為現有水平的3倍。?

本發明中，所述濾料結構層次可以根據不同類型車輛駕駛環境空氣的質量不同而改變纖維的層次數量、厚度以及各層的纖維直徑和孔隙率，從而達到在不同空氣環境中容塵量和過濾效率的最優化。?

本發明中，所述的一種汽車引擎用的高效長壽命復合濾料結構，專門適合用于為汽車引擎提供潔凈的空氣，克服現有濾芯結構效率低下，使用壽命短的缺點。?

本發明涉及一種汽車引擎用的高效長壽命復合濾料結構，與市場上銷售的汽車引擎用的空氣過濾器中的濾料結構相比，其優勢在于：?

（1）?本發明為了改善過濾材料的過濾性能，改變單一組分纖維紙的空隙狀態，采用不同纖維直徑的纖維搭配制備不同孔隙率的過濾層，按一定次序疊加而成。

（2）?本發明彌補了一般過濾結構功能單一、氣流阻力大、壽命低等不足，由于采用了多組分纖維，制備的過濾結構不僅孔隙率高，而且具有合理的幾何結構和孔徑分布，可以發揮過濾材料的結構效應和屏蔽效應，因而過濾效率高，氣流阻力低，抗張強度也有了較大提高。?

（3）?本發明采用顆粒物過濾理論及計算流體力學技術，根據汽車駕駛環境的顆粒污染物特點設計纖維過濾層中纖維濾料的直徑和孔隙率，以及纖維層的厚度和層數等，使得本發明所述濾料結構除塵效率等性能都能達到最優。?

附圖說明

圖1?本發明濾料結構示意圖。?

圖2?本發明雙層纖維濾料結構示意圖。?