一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器制造技术

本发明专利技术涉及机动车滤清器技术领域，具体涉及一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内设有红外滤纸，所述红外滤纸包括如下重量份的原料：植物纤维浆、聚丙烯酰胺、红外功能粉末、蒙脱土、表面活性剂。本发明专利技术的空气滤清器能够活化空气，增加含氧的分子自由度，从而增加氧气与燃油的接触面积，提高燃烧效率；另，射线作用以及压电效应很产生大量负离子，氧分子捕获负离子从而形成活化的负氧离子，提高燃油的雾化程度，从而使燃烧更加充分，降低发动机的能耗与排放，本发明专利技术的空气滤清器可安装在空气滤清器常规位置，也可安装在直吸气或循环吸气管道。

Air filter for improving energy consumption and emission of engine

The invention relates to the technical field of motor vehicle filter, in particular to an air filter for improving energy consumption and emission of the engine, the filter comprises a filter body, the body is provided with an infrared filter, the infrared filter comprises the following raw materials: plant fiber pulp, polyacrylamide, infrared powder, montmorillonite, surfactant. The air cleaner of the invention can increase the activation of air molecule oxygen free, thereby increasing the contact area of oxygen and fuel, improve combustion efficiency; on the other, ray effect and piezoelectric effect is to produce a large number of negative ions, thereby forming a negative oxygen ion activated oxygen molecules to capture negative ions, improve the level of the fuel atomization, thereby make the combustion more fully, reduce energy consumption and emissions of the engine, the air cleaner of the invention can be installed on the air filter in the conventional position, can also be installed in straight or circular suction suction pipe.

【技术实现步骤摘要】
一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器
本专利技术涉及机动车滤清器
，具体涉及一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器。
技术介绍
发动机在工作过程中要吸进大量的空气，如果空气不经过滤清，空气中悬浮的尘埃被吸入气缸中，就会加速活塞组及气缸的磨损。较大的颗粒进入活塞与气缸之间，会造成严重的“拉缸”现象，这在干燥多沙的工作环境中尤为严重。空气滤清器装在化油器或进气管的前方，起到滤除空气中灰尘、砂粒的作用，保证气缸中进入足量、清洁的空气。在汽车的千千万万个零部件中，空气滤清器是一个极不起眼的部件，因为它不直接关系到汽车的技术性能，但在汽车的实际使用中，空气滤清器却对汽车（特别是发动机）的使用寿命有极大的影响。一方面，如果没有空气滤清器的过滤作用，发动机就会吸入大量含有尘埃、颗粒的空气，导致发动机气缸磨损严重；另一方面，如果在使用过程中，长时间不给维护保养，空气滤清器的滤芯就会粘满空气中的灰尘，这不但使过滤能力下降，而且还会妨碍空气的流通，导致混合气过浓而使燃烧不充分，导致严重的积碳现象，降低汽车动机以及增加排量。因此，通过对空气滤清器进行改进，可以达到改善发动机能耗与排放的目的，但是现有的空气滤清器只能简单地起到过滤作用，改善作用及其有限。专利申请号为200810202360.4的专利技术专利公开了一种节省燃油的空气滤清器滤纸，其特点在于将具有远红外发射性质和释放负离子特性的熔体粉末涂布在常规的空气滤清器的滤纸上，利用发射红外功能以及热电效应改善空气质量，提高燃油的燃烧效率。但是微米级别的熔体粉末比表小，空气接触效率低，而且用于施胶剂中还容易发生沉降、团聚等现象，导致熔体粉末在滤纸上分布不均，不仅加工难度大，而且改善空气效果也不明显。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种利用发射红外功能和热电效应能够高效明显地改善燃油燃烧情况的空气滤清器。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，包括滤清器本体，所述滤清器本体内设有红外滤纸，所述红外滤纸包括如下重量份的原料：植物纤维浆90-100份聚丙烯酰胺5-8份红外功能粉末10-30份蒙脱土5-20份表面活性剂1-5份；其中，所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维；（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，即得到所述红外功能粉末；其中，所述纳米红外矿石为纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉、纳米锗石粉中的至少一种。电气石、砭石、麦饭石和锗石均属于具有发射红外功能和热电效应的矿石，用于空气滤清器，红外线能够活化空气，与空气中的水分子团发生共振并使其细微化，增加含氧的分子自由度，从而增加氧气与燃油的接触面积，提高燃烧效率；另，射线作用以及压电效应很产生大量负离子，氧分子捕获负离子从而形成活化的负氧离子，这种被活化的负氧离子与燃油混合后还会降低燃油分子之间的范华德力，提高燃油的雾化程度，从而使燃烧更加充分，提高燃油燃烧值，降低发动机的能耗与排放。但是微米级别的红外矿石比表面积小，与空气的接触效率有效，而且粒径大，基本只能涂覆在滤纸上，然而这就会造成红外矿石分布不均、堵塞滤纸气孔、红外矿石易脱离并且刮擦破坏气管等问题。本专利技术的关键创造点在于：（1）将纳米红外矿石混入滤纸材料中，结合牢度更高，纳米红外矿石剥离难度高，而且也基本不会影响滤纸的气孔大小，还增加了滤纸的耐破度；（2）利用静电纺丝和碳化技术将比表面积极大的纳米红外矿石嵌于多孔碳纳米纤维（聚合物纺丝碳化后即为多孔碳纳米纤维）中，制得100nm-300nm的红外功能粉末，避免了纳米红外矿石的团聚现象；（3）多孔碳纳米纤维相对红外矿石活性点更多，更容易分散在植物纤维浆内，提高了纳米红外矿石在滤纸的均布性，增加了纳米红外矿石与空气的接触效率；（4）纳米红外矿石也能够活化植物纤维浆中的水分子，增加植物纤维和多孔碳纳米纤维的接枝的活性羟基数目，从而增加红外矿石粉末在植物纤维浆中的相容性和分散性。其中，所述纳米红外矿石的粒径为10-100nm。粒径越小，理论而言，表面能就越大，更有利于粒子吸收外来的能量从最低能级的“基态”向上跃迁至较高能级的“激发态”，但是粒径过小，容易造成严重的团聚现象，当粒径小到一定的程度，纳米红外矿石的红外辐射率不能得到很大的提升，为此，综合考虑辐射率、团聚性、表面能，纳米红外矿石的粒径最好为10-100nm，其中，纳米电气石粉优选为26-63nm，纳米砭石粉优选为54-79nm，纳米麦饭石粉优选为44-81nm。其中，所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉按重量比10-12：5-7：1-5的比例组成。纳米电气石粉是把电气石原矿经过去除杂质后，经过机械粉碎得到的粉体，具有较高的负离子产生量和远红外发射率，还具有优良的压电效应，相对纳米砭石粉和纳米麦饭石粉，红外辐射效率更高。纳米砭石粉，是用砭石（学名：泗滨浮石）为原料，以砭石特有红外效应，和所含有超过30种对人体有益的氧化钙、氧化硅、氧化钠等，微量元素铝、铁、镁、磷等及稀土元素铬、锰、镍、铜、钇等，经纳米技术萃取而成的粉末状物质，具有14.5-16.5的远红外辐射、类纳米微晶等物理特性。纳米麦饭石粉是由麦饭石原矿经过筛选，粉碎，分级加工而成的粉末，麦饭石成本较低。其中，所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物质量百分比浓度为10%-30%，所述聚合物为聚丙烯腈、聚丙烯腈衍生物中的至少一种，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃中的至少一种。所述步骤（2）中，纳米红外矿石与聚合物纺丝溶液的质量比为1：8-10。其中，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）、聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比20-30:50-70:10-20的比例组成，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。聚（丙烯腈-吡咯）在预氧化过程中发生环化、氧化和脱氢等复杂反应，分子链结构进行改变，生成了具有导电性能的共轭聚吡咯，增强了聚合物的导电性，从而增强纳米红外矿石的热电效应和负离子效应；但是由于预氧化过程是剧烈的结构转变时期，极易产生缺陷，而后续的炭化并不能矫正预氧化稳定化带来的缺陷，反而会逐级放大，导致纳米红外矿石容易脱离碳纳米纤维，而聚（丙烯腈-衣康酸铵）中的共聚单体衣康酸铵有效地降低了聚丙烯腈在预氧化过程的放热峰起始温度和放热量，使放热峰拓宽，有助于控制预氧化过程，减少缺陷的形成，从而增加纳米红外矿石与多孔碳纳米纤维的结合牢度。更为优选地，所述聚合物由聚丙烯腈、聚（丙烯腈-吡咯）、聚（丙烯腈-衣康酸铵）按摩尔比25:60:15的比例组成。其中，所述步骤（2）中，静电纺丝的纺丝电压为20-35kV，纺丝温度为25-35℃。其中，所述步骤（3）中，预氧化温度为250-350℃，预氧化时间为2-3h；碳化温度为1000-1200℃，碳化时间为1-3h。其中，所述植物纤维浆由植物纤维打成浆制得，所述植物纤维浆的固含量为40wt%-55wt%，所述植物纤维为竹纤维、棉纤维、针叶松木纤维中的至少一种。其中，所述表面活性剂由具有结构式（Ⅰ）烷基苯磺酸盐双本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，包括滤清器本体，其特征在于：所述滤清器本体内按燃油流向依次设有远红外陶瓷滤芯和红外滤纸，所述远红外陶瓷滤芯的孔隙率为80%‑90%，孔密度为30‑50ppi，所述滤清器本体内设有红外滤纸，所述红外滤纸包括如下重量份的原料：植物纤维浆        90‑100份聚丙烯酰胺        5‑8份红外功能粉末      10‑30份蒙脱土            5‑20份表面活性剂        1‑5份；所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维；（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，即得到所述红外功能粉末；其中，所述纳米红外矿石为纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉、纳米锗石粉中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，包括滤清器本体，其特征在于：所述滤清器本体内按燃油流向依次设有远红外陶瓷滤芯和红外滤纸，所述远红外陶瓷滤芯的孔隙率为80%-90%，孔密度为30-50ppi，所述滤清器本体内设有红外滤纸，所述红外滤纸包括如下重量份的原料：植物纤维浆90-100份聚丙烯酰胺5-8份红外功能粉末10-30份蒙脱土5-20份表面活性剂1-5份；所述红外功能粉末的制备方法包括如下步骤：（1）将纳米红外矿石加入聚合物纺丝溶液中，并进行超声分散，得到纺丝原液；（2）将纺丝原液进行静电纺丝，得到纳米纤维；（3）将所述纳米纤维进行预氧化，然后置于惰性气体氛围中升温碳化，即得到所述红外功能粉末；其中，所述纳米红外矿石为纳米电气石粉、纳米砭石粉、纳米麦饭石粉、纳米锗石粉中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，其特征在于：所述纳米红外矿石的粒径为10-100nm。3.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，其特征在于：所述纳米红外矿石由纳米电气石粉、纳米砭石粉和纳米麦饭石粉按重量比10-12：5-7：1-5的比例组成。4.根据权利要求1所述的一种改善发动机能耗与排放的空气滤清器，其特征在于：所述聚合物纺丝溶液由聚合物溶于溶剂制得，所述聚合物纺丝溶液中聚合物的质量百分比浓度为10%-30%，所述聚合物为聚丙烯腈和聚丙烯腈衍生物中的至少一种，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和四氢呋喃中的至少一种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：江力，
申请(专利权)人：江力，
类型：发明
国别省市：广东,44