本技術(shù)涉及廢氣處理，特別涉及一種濾芯及其制備方法及車輛。

背景技術(shù)：

1、氨柴發(fā)動機在工作時，燃燒室的高壓可燃混合氣和廢氣可能會通過活塞環(huán)與氣缸之間的間隙漏入曲軸箱內(nèi)，造成竄氣，竄氣混合氣中含有未燃氨氣，進入發(fā)動機機油，降低機油性能，加速機油氧化變質(zhì)、形成油泥、堵塞機油油路，同時機油再次進到機油濾清器循環(huán)。目前，機油過濾材料材質(zhì)普遍是由低端的木漿材料，到摻雜合成纖維主要是pet和微細(xì)玻纖材料的中端材料，到不含木漿材料的全合成材料是高端產(chǎn)品，不僅容塵量隨之升高，耐老化性能也不斷增強。但是這些傳統(tǒng)的機油濾材均表現(xiàn)出不耐氨性，而且目前全世界范圍內(nèi)均不存在單獨針對氨柴發(fā)動機機油過濾，尤其是耐氨水能力的量產(chǎn)型機油過濾材料。特別是氨柴發(fā)動機臺架試驗過程中，氨柴發(fā)動機機油粗濾器運轉(zhuǎn)100h性能試驗后出現(xiàn)破損情況，漏出尼龍襯底；發(fā)動機機油壓力低，拆解發(fā)動機：氣缸蓋頂部碎纖維分布；機油收集器濾網(wǎng)堵塞；機油泵殼體開裂；判斷為氨氣形成氨水或氨氣的硝化產(chǎn)物對機油濾濾材形成腐蝕造成。

2、然而現(xiàn)有的耐氨濾芯，雖然耐氨性能有所提升，卻很難平衡過濾容塵量和過濾精度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種濾芯及其制備方法及車輛，以解決現(xiàn)有的濾芯很難平衡過濾容塵量和過濾精度的問題。

2、第一方面，本技術(shù)提供了一種濾芯，包括第一過濾纖維層、第二過濾纖維層和第三過濾纖維層，其中：

3、所述第二過濾纖維層設(shè)于所述第一過濾纖維層和所述第三過濾纖維層之間；

4、所述第一過濾纖維層的厚度大于所述第三過濾纖維層的厚度；

5、所述第一過濾纖維層的微孔尺寸小于所述第二過濾纖維層的微孔尺寸；

6、所述第二過濾纖維層的微孔尺寸小于所述第三過濾纖維層的微孔尺寸。

7、需要說明的是，在本技術(shù)中，所述第三過濾纖維層是與待過濾的廢氣接觸的，過濾完成后的廢氣自第一過濾纖維層排除，也即，在廢氣過濾過程中，由外至內(nèi)依次為第三過濾纖維層、第二過濾纖維層、第一過濾纖維層的排布方式。

8、本技術(shù)通過將濾芯分為第一過濾纖維層、第二過濾纖維層和第三過濾纖維層，所述第一過濾纖維層的厚度大于所述第三過濾纖維層的厚度，所述第一過濾纖維層的微孔尺寸小于所述第二過濾纖維層的微孔尺寸，所述第二過濾纖維層的微孔尺寸小于所述第三過濾纖維層的微孔尺寸，可以使得整個濾芯在廢氣處理的廢氣運動路徑上，過濾層的孔隙越來越小，外層的第三過濾纖維層微孔尺寸最大，主要起到容納過濾的灰塵的作用，中間的第二過濾纖維層微孔尺寸小于外層的第三過濾纖維層微孔尺寸，起到進一步截留灰塵的作用，內(nèi)層的第一過濾纖維層微孔尺寸最小，起到提高過濾精度的作用，使得更細(xì)小的灰塵被過濾掉，增大了流量和納污量，濾芯不易阻塞，延長使用壽命。同時，內(nèi)層的第一過濾纖維層的厚度大于外層的第三過濾纖維層的厚度，可以使得細(xì)小的灰塵在通過濾芯時有更遠(yuǎn)的路徑需要通過，在更長的運動距離中被截留，從而提高過濾的精度，同時保留第三過濾纖維層的容塵能力，濾芯不易阻塞，延長使用壽命。

9、濾芯的材料可以包括尼龍、聚酯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、pbt中的至少一種，其中，尼龍材質(zhì)的濾芯自身潔凈度高，對機油無污染，耐酸耐堿和有機溶劑，耐氨腐蝕。

10、需要說明的是，過濾纖維層的微孔尺寸是指過濾材料中微小孔洞的大小，直接影響過濾材料的過濾效果和過濾速度。過濾纖維微孔尺寸越小，其過濾精度越高，能夠濾除更小的顆粒和雜質(zhì)，但同時會降低過濾速度。

11、需要說明的是，在本技術(shù)的一些實施例中，所述第一過濾纖維層、第二過濾纖維層和第三過濾纖維層中，每一層可以包括多層纖維層，多層纖維層中的纖維可以為相反螺旋方向隔層交叉，構(gòu)成迷宮式過濾孔隙結(jié)構(gòu)，進一步提高過濾精度。

12、一些實施例中，所述第一過濾纖維層的厚度為h1，所述第二過濾纖維層的厚度為h2，所述第三過濾纖維層的厚度為h3，其中：

13、1.5h3≤h1≤3h3，第一過濾纖維層的厚度是第三過濾纖維層的厚度的1.5～3倍，可以使得細(xì)小灰塵通過第一過濾纖維層的距離更長，而細(xì)小灰塵是更難捕獲的，通過延長其通過路徑可以提高濾芯對細(xì)小灰塵的清除能力，提高濾芯的過濾精度，同時第三過濾層主要捕獲顆粒大的灰塵，顆粒大的灰塵占有更多的體積，因此第三過濾纖維層中的微孔為濾芯提供充足的容塵能力，提高過濾的總量，優(yōu)選地，第一過濾纖維層的厚度是第三過濾纖維層的厚度的2倍，可以進一步平衡過濾精度和容塵能力，不易阻塞濾芯，延長使用壽命；和/或，

14、10mm≤h1≤14mm，第一過濾纖維層的厚度在此范圍內(nèi)，可以提高濾芯對細(xì)小灰塵的清除能力，提高濾芯的過濾精度；和/或，

15、6mm≤h2≤14mm，第二過濾纖維層的厚度在此范圍內(nèi)，使得獨特的梯度設(shè)計形成立體濾渣效果，同時可以提高過濾精度和容塵量，滿足過濾需求；和/或，

16、5mm≤h3≤7mm，第三過濾纖維層的厚度在此范圍內(nèi)，可以為濾芯提供充足的容塵能力，提高過濾灰塵的總量。

17、需要說明的是，本技術(shù)中的厚度是指在過濾方向上的厚度，也即廢氣通過路徑上的厚度。

18、一些實施例中，所述第一過濾纖維層的纖維直徑為d1，所述第二過濾纖維層的纖維直徑為d2，所述第三過濾纖維層的纖維直徑為d3；其中：

19、1μm≤d1≤4μm，第一過濾纖維層的纖維直徑在此范圍內(nèi)，可以增加濾材密度，提高過濾效果；和/或，

20、4μm≤d2≤8μm，第二過濾纖維層的纖維直徑在此范圍內(nèi)，可以在過濾效果和過濾阻力間起到平衡作用；和/或，

21、8μm≤d3≤10μm，第三過濾纖維層的纖維直徑在此范圍內(nèi)，可以降低濾材過濾阻力。

22、一些實施例中，所述第一過濾纖維層的微孔尺寸為r1，所述第二過濾纖維層的的微孔尺寸為r2，所述第三過濾纖維層的的微孔尺寸為r3；其中：

23、0.1μm≤r1≤15μm，微孔的尺寸決定了對灰塵的截留，微孔的尺寸越小，能截留的灰塵顆粒越小，過濾精度越高，第一過濾纖維層的微孔尺寸在此范圍內(nèi)，可以提高過濾精度；和/或，

24、10μm≤r2≤30μm，微孔的尺寸決定了對灰塵的截留，微孔的尺寸越小，能截留的灰塵顆粒越小，過濾精度越高，第二過濾纖維層的微孔尺寸在此范圍內(nèi)，可以平衡過濾精度和過濾阻力；和/或，

25、25μm≤r3≤60μm，微孔的尺寸決定了對灰塵的截留，微孔的尺寸越小，能節(jié)流的灰塵顆粒越小，過濾精度越高，同時微孔為灰塵提供容塵空間，第三過濾纖維層的微孔尺寸在此范圍內(nèi)，可以降低過濾阻力。

26、一些實施例中，所述濾芯的材料還包括碳管，由于碳管自身高強度和輕質(zhì)特性，可以增加過濾纖維層的強度，可以顯著提高濾芯材料，尤其是濾芯為尼龍材料的強度和剛度，碳管之間的一維結(jié)構(gòu)能夠有效地吸收和分散應(yīng)力集中，從而提高材料的強度和耐用性。同時可以通過碳管的靜電效應(yīng)捕集微細(xì)塵埃，可以提高過濾效率，降低過濾阻力。

27、一些實施例中，所述碳管包括羥基和/或羧基改性的碳管，由于碳管是非極性材料，濾芯基材尤其是尼龍是極性材料，因此碳管在尼龍中分散程度決定碳管對濾芯的改善效果。引入羥基、羧基等強極性基團，使碳納米管與聚酰胺溶劑因極性相似而相容，從而提高碳納米管在溶液中的分散程度，提高碳管在尼龍中的分散均勻性，可以進一步提高濾芯的過濾效率，降低過濾阻力；和/或，

28、所述碳管在濾芯的材料中的質(zhì)量占比為2.5％～5％，碳管在濾芯的材料中的質(zhì)量占比在此范圍內(nèi)，可以依靠靜電效應(yīng)捕集微細(xì)塵埃，提高過濾效率和降低過濾阻力，同時又減少對濾材本身性能的影響；和/或，

29、所述碳管的直徑為d4，1μm≤d4≤4μm，所述碳管的直徑在此范圍內(nèi)，有利于碳管的分散，同時提高了碳管分布密度。

30、第二方面，本技術(shù)提供了一種濾芯的制備方法，用以制備第一方面的濾芯，包括以下步驟：

31、采用熔噴法將尼龍依次形成第一過濾纖維層、第二過濾纖維層和第三過濾纖維層，其中：

32、所述第一過濾纖維層的厚度大于所述第三過濾纖維層的厚度；

33、所述第一過濾纖維層的微孔尺寸小于所述第二過濾纖維層的微孔尺寸；

34、所述第二過濾纖維層的微孔尺寸小于所述第三過濾纖維層的微孔尺寸。

35、利用熔噴工藝依次形成第一過濾纖維層、第二過濾纖維層和第三過濾纖維層，可以通過控制熔噴的氣流壓力、擠出量及接收距離實現(xiàn)對過濾纖維層的直徑和微孔尺寸的控制，實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，簡化工藝。具體地，可以從可拆換熔噴模頭噴絲孔中擠出尼龍基材熔體，經(jīng)噴絲孔兩側(cè)高速熱空氣流拉伸形成扇形瀑布狀纖維噴射，并由接收裝置上的芯棒連續(xù)不斷地纏繞而成型。熔噴過程中高熱空氣流同時還對纖維起載送和熱量輸送作用，而且對到達(dá)芯棒的纖維絲起壓緊作用，使得第一過濾纖維層、第二過濾纖維層和第三過濾纖維層纖維結(jié)點處有良好熔焊。

36、一些實施例中，采用熔噴法形成第一過濾纖維層的氣流壓力為0.4～0.6mpa，形成第一過濾纖維層的氣流壓力在此范圍內(nèi)，可以使得第一過濾纖維層的纖維直徑在合適的范圍；和/或，

37、采用熔噴法形成第一過濾纖維層的擠出量為0.01～0.03g/min，形成第一過濾纖維層的擠出量在此范圍內(nèi)，可以使得第一過濾纖維層的纖維直徑在合適的范圍；和/或，

38、采用熔噴法形成第一過濾纖維層的接收距離為4～6cm，形成第一過濾纖維層的接收距離在此范圍內(nèi)，可以提高纖維熱黏合效果，提高濾材相對強度，減少分層；和/或，

39、采用熔噴法形成第二過濾纖維層的氣流壓力為0.3～0.4mpa，形成第二過濾纖維層的氣流壓力在此范圍內(nèi)，可以使得第二過濾纖維層的纖維直徑在合適的范圍；和/或，

40、采用熔噴法形成第二過濾纖維層的擠出量為0.03～0.05g/min，形成第二過濾纖維層的擠出量在此范圍內(nèi)，可以使得第二過濾纖維層的纖維直徑在合適的范圍；和/或，

41、采用熔噴法形成第二過濾纖維層的接收距離為7～9cm，形成第二過濾纖維層的接收距離在此范圍內(nèi)，可以提高纖維熱黏合效果，提高濾材相對強度，減少分層；和/或，

42、采用熔噴法形成第三過濾纖維層的氣流壓力為0.1～0.3mpa，形成第三過濾纖維層的擠出量在此范圍內(nèi)，可以使得第三過濾纖維層的纖維直徑在合適的范圍；和/或，

43、采用熔噴法形成第三過濾纖維層的擠出量為0.08～0.12g/min，形成第三過濾纖維層的擠出量在此范圍內(nèi)，可以使得第三過濾纖維層的纖維直徑在合適的范圍；和/或，

44、采用熔噴法形成第三過濾纖維層的接收距離為12～18cm，形成第三過濾纖維層的接收距離在此范圍內(nèi)，可以提高纖維熱黏合效果，提高濾材相對強度，減少分層。

45、一些實施例中，熔噴的溫度為180～270℃。熔噴的溫度在此范圍內(nèi)，可以使得各過濾纖維層的纖維直徑在合適的范圍。

46、第三方面，本技術(shù)提供了一種車輛，包括第一方面的濾芯。