JP3650534B2 - Throttle body with diffuser - Google Patents

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JP3650534B2 JP33211398A JP33211398A JP3650534B2 JP 3650534 B2 JP3650534 B2 JP 3650534B2 JP 33211398 A JP33211398 A JP 33211398A JP 33211398 A JP33211398 A JP 33211398A JP 3650534 B2 JP3650534 B2 JP 3650534B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はディフューザ付スロットルボデーに関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の吸気系に配置されるスロットルボデーとして、従来、図8に示すように、円筒状のスロットルボデー部101に、該部101の軸線X−Xと直交する方向にスロットルシャフト102を回転可能に貫設し、該スロットルシャフト102にスロットルバルブ103を固着し、更に、前記スロットルボデー部101の下流側に、下流側が拡開する内面104を有するディフューザ105を一連に形成したディフューザ付スロットルボデー106が例えば特開平5−141262号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ディフューザ付スロットルボデー106は、そのディフューザ105の内面104を下流側に向って拡開させることにより、その内面104近くの気流の流線が内面104から押し出される剥離現象を抑制することによって、吸気エネルギーの損失を減少させて吸気損失を低減するものであるが、前記図8に示す従来構造のように、ディフューザ105の上流側にスロットルシャフト102が存在し、かつ該スロットルシャフト102の下流のディフューザ内面104が平滑面で拡開していると、そのスロットルシャフト102の存在により、その付根部の下流において気流の乱れと減速が生じ、これにより、図9(a)(b)の斜線で示すように、気流の剥離域Aがスロットルシャフト102の付根部を起点として下流へ末広がり状に発生し、広い範囲の剥離域Aが生じる。そのため、この広い範囲の剥離域Aにより圧力損失が多くなり、吸気損失が大きくなる。
【0004】
このような吸気損失の度合いをディフューザ性能におきかえるとディフューザの圧力回復効率で表すことができ、この圧力回復効率が小さいと圧力損失が多いといえる。
【0005】
この圧力回復効率の測定は、例えば図10に示すように擬似サージタンク108の上流側端に前記のディフューザ付スロットルボデー106を配置し、下流側端に真空ポンプ109を配置して、スロットルシャフト102付近の静圧P1 とディフューザ106の下流部の静圧P2 を測定してその値から次式により求めることができる。
【0006】
圧力回復効率η=(P2 −P1 )/P1
そして、前記従来構造のディフューザ付スロットルボデー106について、次の試験条件で前記の式により圧力回復効率ηを求めた結果、そのηの値は、図7のη1 に示すように37.1%であった。
【0007】
試験条件
吸気流量:3リッタ直列6気筒エンジンで、スロットルバルブを全開にして回転数を6000rpmとし、吸気量を10.3m3 /min(入口流速60.75m/s)とした。
【0008】
スロットルバルブ開度:90°(全開)
脈動:無(定常流)
このことから、前記従来構造のものにおいては、圧力回復率η1 が低く、すなわち、吸気損失が多い問題があった。
【0009】
前記に鑑み、本発明は前記従来構造にみられるスロットルシャフトの付根部の下流部分に発生する前記の剥離域を減少させ、前記従来構造のものと比較して圧力回復効率ηを高めて吸気損失の低減を図り、エンジンの出力向上を図るディフューザ付スロットルボデーを提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項1記載の第1の発明は、スロットルボデー部内にスロットルシャフトを回転可能に貫設して該スロットルシャフトにスロットルバルブを固着し、前記スロットルボデー部の下流にディフューザを一連に設けたものにおいて、前記ディフューザの内面にスロットルシャフトの両側付根部付近から下流に向って整流凸部を設けたことを特徴とするものである。
【0011】
本発明のディフューザ付スロットルボデーをエンジンの吸気系に付設した状態において、スロットルバルブが開口してスロットルボデー部側からディフューザ側へ吸気されると、その気流がスロットルシャフトに当たり、そのスロットルシャフトの両付根部から下流部におけるディフューザ内面部に気流の剥離域が発生するが、本発明の如く、ディフューザ内面にスロットルシャフトの両付根部付近から下流に向って整流凸部を設けることにより、該整流凸部によって前記気流の剥離域が埋められ、その剥離域が少なくなり整流される。そのため、気流の剥離による圧力損失が少なくなり、前記従来の整流凸部を有しないディフューザ付スロットルボデーと比較して、ディフューザの圧力回復効率が向上して吸入空気量が多くなる。
【0012】
請求項2記載の第2の発明は、前記第1の発明において、前記整流凸部の稜線が、スロットルボデー部の内面と同一面から下流に向ってスロットルボデーの軸芯と平行し、その下流側が径方向に拡開していることを特徴とするものである。
【0013】
本第2の発明においては、スロットルボデーの内面と同一面でスロットルボデーの軸芯と平行する稜線部の整流凸部が主として気流の剥離域の減少を司り、前記のように圧力損失の減少を図ってディフューザの圧力回復効率を向上させ、吸入空気量を多くする。
【0014】
請求項3記載の第3の発明は、前記第1の発明において、前記整流凸部の稜線が、スロットルボデー部の内面と同一面から下流に向ってディフューザの軸芯側へ傾斜し、ディフューザの下流端付近から径方向へ拡開していることを特徴とするものである。
【0015】
本第3の発明においては、整流凸部の稜線におけるディフューザの下流端付近に第2狭さく部が形成されるとともに整流凸部の上流端から下流端付近までの長い距離に亙ってディフューザ軸芯方向への傾斜面が形成されるので、この傾斜面において、ディフューザ内での気体の減速が抑制される。したがって、前記第2の発明に比べて気流の剥離域がより減少して、圧力損失がより減少し、ディフューザの圧力回復効率がより向上して吸入空気量がより多くなる。
【0016】
請求項4記載の第4の発明は、前記第1の発明において、前記整流凸部の稜線が、スロットルボデー部の内面と同一面から下流に向ってディフューザの軸芯側へ傾斜し、ディフューザの上流端付近から径方向へ拡径していることを特徴とするものである。
【0017】
本第4の発明においては、整流凸部の稜線におけるディフューザの上流端付近に第2狭さく部を設けたことにより、該第2狭さく部より下流の長さを前記第3の発明よりも長くし、該下流側の稜線の傾斜角と長さを、ディフューザの内面と同様の緩やかな角度と長さ、すなわち気流の剥離が発生しない角度と長さに形成できる。したがって、前記第1の発明に比べて第2狭さく部より下流の剥離域がより減少し、圧力損失がより一層減少してディフューザの圧力回復効率がより一層向上し、吸入空気量がより一層多くなる。
【0018】
そして、請求項5記載の第5の発明は、前記第1乃至第4のいずれかの発明において、スロットルシャフトの軸線に対して直交する面から見た整流凸部の幅を、上流側から下流側に向って広くしたことを特徴とするものである。
【0019】
前記の気流の剥離域は、通常、スロットルシャフトの軸線と直交する面において、スロットルシャフトから下流へ末広がり状に生じる。そのため、この末広がりの剥離域に合わせて整流凸部を末広がり状に形成することにより、剥離域を整流凸部で有効に埋めることができ、前記各発明の整流凸部が有効に作用する。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1乃至図6に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の第1実施例を示し、その(a)図はディフューザ付スロットルボデー1の下流側から見た図、(b)図は(a)図のY−Y線断面図、(c)図は(a)図のZ−Z線断面図である。
【0021】
本第1実施例において、ディフューザ付スロットルボデー1を構成する円筒状のスロットルボデー部2には、該部2の軸線X−Xと直交する方向にスロットルシャフト3が回転可能に貫設され、該スロットルシャフト3には、スロットルボデー部2内に位置してスロットルバルブ4が固着されており、図示しないスロットル駆動手段によってスロットルシャフト3を正逆回転してスロットルバルブ4を開閉作動するようになっている。スロットルボデー部2の内面2aの横断面形状は、略真円に形成され、スロットルバルブ4は、そのスロットルシャフト3の軸方向の両端がスロットルボデー2の内面2aに近接する略真円状に形成されている。
【0022】
前記スロットルボデー部2の下流側には、内面5aを下流側に向って拡開するテーパ面に形成したディフューザ5が一連に一体形成されている。前記内面5aは、スロットルシャフト3における両付根部付近の下流部を除いて、軸線X−Xを中心とする裁頭円錐面に形成されている。また、該内面5aの上流側端5bは、スロットルシャフト3の軸芯から所定距離L1 だけ下流側にずれた位置に設定されている。更に、ディフューザ5の内面5aの前記軸線X−Xに対する傾斜(拡開)角α1 は気流の剥離が発生しにくい角度、例えば5〜15°程度に設定されている。図の例では約10°に設定されている。
【0023】
前記スロットルシャフト3の両付根部の下流側に位置するディフューザ5の内面5aには整流凸部6がディフューザ5の軸方向に沿って形成されており、計一対の整流凸部6,6が対向して配置されている。
【0024】
該整流凸部6を更に詳細に説明すると、該整流凸部6は、スロットルシャフト3の軸芯を通るディフューザ5の軸線X−Xを中心として所定の幅に形成され、かつその幅は図1(c)に示すように上流側が縮小し下流側が拡大する末広がり状に形成されており、その両側縁6a,6aの前記軸線X−Xに対する角度α2 は前記角度α1 と同程度の角度に設定されている。該角度α2 は図の例では約10°に設定されている。
【0025】
更にディフューザ5の軸線X−Xと直交する方向における前記整流凸部6の横断面形状は、図1(a)に示すように略円弧面で隆起するように形成され、かつ、その両側縁6a,6aがディフューザ5の内側を中心とする曲面でディフューザ5の内面5aに連続している。更に、該整流凸部6における上流側略半分の稜線6bは、前記スロットルボデー部2の内面2aの軸方向延長線上、すなわち内面2aと面一に形成されており、また、下流側略半分の稜線6cは、その下流側がディフューザ5の径方向の外側に向って傾斜するテーパ状に形成されているとともに更にその下流端部6dが曲面でラッパ状に拡開している。
【0026】
前記のように整流凸部6の稜線6bの上流端をスロットルボデー2の内面2aと面一にしたことにより、整流凸部6の上流端6eは前記ディフューザ5におけるテーパ面5aの上流側端5bと同一位置となり、スロットルシャフト3の軸芯から下流へ距離L1 だけずれた位置に設定される。
【0027】
なお、図に示す実施例においては、スロットルボデー部2の内径Dが60mmに設定され、これにより両整流凸部6,6における上流側略半分の稜線6b,6bの対向距離L2 は60mmに設定されている。更に、前記距離L1 は8mmに設定されている。
【0028】
なお、前記ディフューザ付スロットルボデー1は、吸気系において、スロットルボデー2を上流側としディフューザ5を下流側にして配設される。
次に、前記第1実施例の吸気作用について説明する。
【0029】
吸気系に配置されたディフューザ付スロットルボデー1において、図2に示す矢印Bのように吸気されると、本来、前記図9の斜線で示すように、スロットルシャフト3の付根部から末広がり状の剥離域が生じるが、前記のように整流凸部6を形成することにより、前記の剥離域Aが整流凸部6で埋められてその剥離域は図2の点々で示す剥離域A1 となり、その剥離域A1 は前記図9に示す剥離域Aに比べて減少し、気流の乱れが抑制されて整流される。
【0030】
したがって、前記従来構造に比べて気流の剥離に起因する圧力損失が減少し、ディフューザ5の圧力回復効率が向上する。
また、前記整流凸部6の下流側端部6dが曲面で開いているため、該部6dがディフューザ機能を有する。
【0031】
また、前記整流凸部6は、ディフューザ5の全周に設けることなくスロットルシャフト3の付近部の下流部に部分的に設けられているので、この整流凸部6によるディフューザ5内の流通面積の減少量もさほど多くならない。
【0032】
この第1実施例の構造について、前記従来と同様の試験条件により圧力回復効率ηを測定した結果、図7のη2 に示す如く43.2%の値を得た。したがって、本第1実施例による圧力回復効率η2 は前記従来構造の圧力回復効率η1 37.1%に比べて約6.1ポイント向上した。そのため、圧力損失を減少させて吸気損失の低減を図り、エンジンの出力向上を図ることができた。
【0033】
図3は本発明の第2実施例を示し、その(a)図はディフューザ付スロットルボデー1Aの下流側から見た図、(b)図は(a)図のY−Y線断面図、(c)は(a)図のZ−Z線断面図である。
【0034】
本第2実施例は、前記第1実施例における整流凸部6を変形したもので、その他の構造は前記第1実施例と同様である。そのため、前記第1実施例と同一構造の部分には前記と同一符号を付してその説明は省略する。
【0035】
本第2実施例の整流凸部6Aは、その上流端6eを前記第1実施例と同一位置とし、該上流端6eから下流への稜線6fをディフューザ5の軸線方向へ傾斜させてその下流端付近に第2狭さく部6gを形成し、該第2狭さく部6gより下流端部6hをラッパ状に拡開した曲面としている。該下流端部6hの広がり角は40°程度に設定されている。
【0036】
このような構造により対向する第2狭さく部6g,6g間の距離L3 は、スロットルボデー部2の内径Dより短い距離になっている。更に、第2狭さく部6gのスロットルシャフト3からの距離L4 は、スロットルボデー部2の内径Dの1/2よりも長く、すなわち、スロットルバルブ4の全開状態において、そのスロットルバルブ4の下流側端よりも下流部に第2狭さく部6gが位置するように設定されている。
【0037】
図の実施例では、スロットルボデー部2の内径Dが60mmに設定され、第2狭さく部6g,6gの対向間距離L3 が50mmに設定され、スロットルシャフト3の軸芯から第2狭さく部6g間の距離L4 が54mmに設定されている。
【0038】
本第2実施例においては、第2狭さく部6gが第2の剥離点となり、かつ、この第2の剥離点とスロットルシャフト3付近の第1の剥離点間が長い緩やかな傾斜面となるため、気流の減速を抑制する。また、本第2実施例における気流の剥離域は図4の点々で示す剥離域A2 となり、前記第1実施例の剥離域A1 よりも更に少ない剥離域となる。したがって、本第2実施例においては、前記第1実施例の構造に比べて圧力回復効率が更に向上する。
【0039】
この第2実施例の構造について前記従来と同様の試験条件により圧力回復効率を測定した結果、図7のη3 に示す如く47.0%の値を得た。したがって、その圧力回復効率η3 は前記従来構造より9.9ポイント向上し、また前記第1実施例より更に3.8ポイント向上した。このことから、本第2実施例によれば、前記第1実施例の構造よりも圧力損失を更に低減し、吸気損失をより低減してエンジンの出力をより向上することができた。
【0040】
図5は本発明の第3実施例を示し、その(a)はディフューザ付スロットルボデー1Bの下流側から見た図、(b)は(a)のY−Y線断面図、(c)は(a)のZ−Z線断面図である。
【0041】
本第3実施例は、前記第1実施例における整流凸部6を変形したもので、その他の構造は前記第1実施例と同様である。そのため、前記第1実施例と同一構造の部分には前記と同一符号を付してその説明は省略する。
【0042】
本第3実施例の整流凸部6Bは、その上流端6eを前記第1実施例と同一位置とし、前記第2実施例の第2狭さく部6gと同様の第2狭さく部6iを、前記第2実施例の第2狭さく部6gの位置よりも上流側、すなわちスロットルシャフト3方向へ近づけ、該第2狭さく部6iより下流の稜線6jの下流への広がり角を前記第2実施例における下流端部6hの広がり角よりも小さくしたものである。
【0043】
図の実施例では、スロットルボデー部2の内径Dが60mmに設定され、第2狭さく部6i,6iの対向間距離L3 が前記第2実施例と同様にスロットルボデー2の内径Dより短い50mmに設定され、スロットルシャフト3の軸芯から第2狭さく部6i間の距離L5 が略D/2の28mmに設定されている。
【0044】
本第3実施例によれば、前記第2実施例の構造のものに比べて、第2の剥離点である第2狭さく部6iより下流の稜線6jを長くしてその下流への広がり角を小さくできる。したがって、この稜線6jを気流の剥離が発生しにくい角度、すなわち、ディフューザ5の内面5aの広がり角に近づけて、第2狭さく部6iの前後に生じる剥離域を、図6の点々で示すように、前記第2実施例のものよりも更に少ない剥離域A3 にすることができる。
【0045】
この第3実施例の構造について前記従来と同様の試験条件により圧力回復効率を測定した結果、図7のη4 に示す如く49.3%の値を得た。したがって、その圧力回復効率η4 は、前記従来構造より約12.2ポイント向上し、また、前記第2実施例より更に2.3ポイント向上した。
【0046】
このことから、本第3実施例によれば、前記第2実施例の構造よりも更に圧力損失を低減し、吸気損失をより一層低減してエンジンの出力をより一層向上することができた。
【0047】
【発明の効果】
以上のようであるから、本願の発明によれば、前記従来の同径のディフューザ付スロットルボデーと比較して、ディフューザの圧力回復効率を高め、吸入空気量の低減を少なくし、エンジンの出力向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示すもので、(a)は下流側から見た図、(b)は図1のY−Y線断面図、(c)は図1のZ−Z線断面図。
【図2】図1の実施例における気流の剥離域を示す図。
【図3】本発明の第2実施例を示すもので、(a)は下流側から見た図、(b)は図(a)のY−Y線断面図、(c)は図(a)のZ−Z線断面図。
【図4】図3の実施例における気流の剥離域を示す図。
【図5】本発明の第3実施例を示すもので、(a)は下流側から見た図、(b)は図(a)のY−Y線断面図、(c)は図(a)のZ−Z線断面図。
【図6】図5の実施例における気流の剥離域を示す図。
【図7】本発明と従来構造の圧力回復効率(圧力損失)を示す図。
【図8】従来構造を示すもので、(a)は下流側から見た図、(b)は(a)のZ−Z線断面図。
【図9】従来構造における気流の剥離域を示すもので、(a)はスロットルシャフトの側面から見た断面図、(b)はスロットルシャフトの軸線と直交する面から見た断面図。
【図10】ディフューザ付スロットルボデーの圧力回復効率を測定する装置の概略を示す断面図。
【符号の説明】
1,1A,1B…ディフューザ付スロットルボデー
2…スロットルボデー部 2a…スロットルボデー部の内面
3…スロットルシャフト 4…スロットルバルブ
5…ディフューザ 5a…ディフューザの内面
6,6A,6B…整流凸部 6a…整流凸部の両側縁
6b,6c,6f,6j…整流凸部の稜線
6g,6i…第2の狭さく部 A1 ,A2 ,A3 …剥離域
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a throttle body with a diffuser.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 8, as a throttle body disposed in an intake system of an internal combustion engine, a throttle shaft 102 can be rotated in a direction perpendicular to the axis XX of the portion 101 on a cylindrical throttle body portion 101. The throttle valve 103 is fixedly attached to the throttle shaft 102, and further, a diffuser 105 having a diffuser 105 having an inner surface 104 that expands on the downstream side is formed downstream of the throttle body 101. Is disclosed, for example, in JP-A-5-141262.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the throttle body 106 with a diffuser expands the inner surface 104 of the diffuser 105 toward the downstream side, thereby suppressing the peeling phenomenon in which the streamlines of the airflow near the inner surface 104 are pushed out from the inner surface 104. The intake energy loss is reduced by reducing the intake energy loss. However, as in the conventional structure shown in FIG. 8, the throttle shaft 102 exists on the upstream side of the diffuser 105, and the downstream side of the throttle shaft 102. When the diffuser inner surface 104 is expanded with a smooth surface, the presence of the throttle shaft 102 causes turbulence and deceleration of the air flow downstream of the root portion, thereby causing the oblique lines in FIGS. 9 (a) and 9 (b). As shown in the figure, the airflow separation area A starts from the root of the throttle shaft 102 and diverges downstream. Jo to occur, a wide range of peeling zone A occurs. Therefore, the pressure loss increases due to the wide separation area A, and the intake loss increases.
[0004]
If the degree of intake loss is replaced with the diffuser performance, it can be expressed by the pressure recovery efficiency of the diffuser. If the pressure recovery efficiency is small, it can be said that the pressure loss is large.
[0005]
For example, as shown in FIG. 10, the pressure recovery efficiency is measured by disposing the throttle body 106 with a diffuser at the upstream end of the pseudo surge tank 108 and the vacuum pump 109 at the downstream end thereof. The static pressure P 1 in the vicinity and the static pressure P 2 in the downstream portion of the diffuser 106 are measured, and can be obtained from the values by the following equation.
[0006]
Pressure recovery efficiency η = (P 2 −P 1 ) / P 1
Then, as a result of obtaining the pressure recovery efficiency η by the above formula under the following test conditions for the throttle body 106 with a diffuser having the conventional structure, the value of η is 37.1% as shown by η 1 in FIG. Met.
[0007]
Test conditions: Intake flow rate: In a 3-liter inline 6-cylinder engine, the throttle valve was fully opened, the rotation speed was 6000 rpm, and the intake amount was 10.3 m 3 / min (inlet flow velocity 60.75 m / s).
[0008]
Throttle valve opening: 90 ° (fully open)
Pulsation: None (steady flow)
Therefore, the conventional structure has a problem that the pressure recovery rate η 1 is low, that is, there is a large intake loss.
[0009]
In view of the above, the present invention reduces the separation region generated in the downstream portion of the root portion of the throttle shaft in the conventional structure, and increases the pressure recovery efficiency η as compared with the conventional structure, thereby reducing the intake air loss. An object of the present invention is to provide a throttle body with a diffuser that improves engine output and improves engine output.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a first invention according to claim 1 is characterized in that a throttle shaft is rotatably provided in a throttle body portion, a throttle valve is fixed to the throttle shaft, and a downstream side of the throttle body portion. Further, the diffuser is provided in a series, and the inner surface of the diffuser is provided with a rectifying convex portion from the vicinity of both side root portions of the throttle shaft toward the downstream side.
[0011]
When the throttle body with the diffuser of the present invention is attached to the intake system of the engine, when the throttle valve opens and the air is drawn from the throttle body portion side to the diffuser side, the airflow hits the throttle shaft, and the throttle shaft is attached to both sides. An air flow separation region occurs in the diffuser inner surface portion from the root portion to the downstream portion. As in the present invention, by providing the rectification convex portion on the inner surface of the diffuser from the vicinity of both root portions of the throttle shaft toward the downstream, the rectification convex portion Fills the separation area of the airflow, reduces the separation area, and rectifies. Therefore, the pressure loss due to the separation of the airflow is reduced, and the pressure recovery efficiency of the diffuser is improved and the amount of intake air is increased as compared with the conventional throttle body with a diffuser that does not have the rectifying convex portion.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the ridge line of the rectifying convex portion is parallel to the axial center of the throttle body from the same surface as the inner surface of the throttle body portion to the downstream, and downstream thereof. The side is expanded in the radial direction.
[0013]
In the second aspect of the invention, the rectifying convex portion of the ridge line portion which is flush with the inner surface of the throttle body and parallel to the throttle body axis mainly controls the reduction of the air flow separation area, and reduces the pressure loss as described above. As a result, the pressure recovery efficiency of the diffuser is improved and the amount of intake air is increased.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the ridge line of the straightening convex portion is inclined toward the axial center side of the diffuser from the same surface as the inner surface of the throttle body portion toward the downstream side. It is characterized by expanding in the radial direction from the vicinity of the downstream end.
[0015]
In the third aspect of the invention, the second narrow portion is formed in the vicinity of the downstream end of the diffuser at the ridge line of the rectifying convex portion, and the diffuser shaft core is extended over a long distance from the upstream end of the rectifying convex portion to the vicinity of the downstream end. Since the inclined surface in the direction is formed, the deceleration of the gas in the diffuser is suppressed on the inclined surface. Therefore, as compared with the second aspect of the invention, the air flow separation region is further reduced, the pressure loss is further reduced, the pressure recovery efficiency of the diffuser is further improved, and the intake air amount is increased.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the ridge line of the rectifying convex portion is inclined toward the axial center side of the diffuser from the same surface as the inner surface of the throttle body portion toward the downstream side. The diameter is increased in the radial direction from the vicinity of the upstream end.
[0017]
In the fourth aspect of the invention, the second narrow portion is provided in the vicinity of the upstream end of the diffuser on the ridge line of the rectifying convex portion so that the downstream length from the second narrow portion is longer than that of the third aspect. The slope angle and length of the downstream ridge line can be formed to have the same gentle angle and length as the inner surface of the diffuser, that is, the angle and length that does not cause separation of the airflow. Therefore, the separation area downstream from the second narrowed portion is further reduced as compared with the first invention, the pressure loss is further reduced, the pressure recovery efficiency of the diffuser is further improved, and the intake air amount is further increased. Become.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the width of the rectifying convex portion viewed from a plane orthogonal to the axis of the throttle shaft is set from the upstream side to the downstream side. It is characterized by widening toward the side.
[0019]
The separation region of the airflow usually occurs in a shape that spreads downstream from the throttle shaft on a surface orthogonal to the axis of the throttle shaft. Therefore, by forming the rectifying convex portion in a divergent shape according to the diverging peeling region, the peeling region can be effectively filled with the rectifying convex portion, and the rectifying convex portion of each of the inventions acts effectively.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described based on the examples shown in FIGS. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 (a) is a view as seen from the downstream side of a throttle body 1 with a diffuser, FIG. 1 (b) is a cross-sectional view along line YY in FIG. c) The figure is a ZZ line sectional view of (a) figure.
[0021]
In the first embodiment, the cylindrical throttle body portion 2 constituting the diffuser-equipped throttle body 1 is provided with a throttle shaft 3 rotatably provided in a direction perpendicular to the axis XX of the portion 2. A throttle valve 4 is fixed to the throttle shaft 3 so as to be positioned in the throttle body portion 2, and the throttle shaft 4 is opened and closed by rotating the throttle shaft 3 forward and backward by a throttle driving means (not shown). Yes. The cross-sectional shape of the inner surface 2a of the throttle body portion 2 is formed in a substantially circular shape, and the throttle valve 4 is formed in a substantially circular shape in which both axial ends of the throttle shaft 3 are close to the inner surface 2a of the throttle body 2. Has been.
[0022]
On the downstream side of the throttle body portion 2, a diffuser 5 is formed integrally in a series with a tapered surface that expands the inner surface 5a toward the downstream side. The inner surface 5a is formed in a truncated conical surface centered on the axis XX, except for the downstream portions of the throttle shaft 3 near both roots. Further, the upstream side end 5b of the inner surface 5a is set at a position deviated from the axis of the throttle shaft 3 to the downstream side by a predetermined distance L 1. Furthermore, the inclination relative to the axis X-X of the inner surface 5a of the diffuser 5 (expanded) square alpha 1 is set difficult angle peeling occurs airflow, for example, about 5 to 15 °. In the illustrated example, the angle is set to about 10 °.
[0023]
On the inner surface 5a of the diffuser 5 located on the downstream side of both root portions of the throttle shaft 3, a rectifying convex portion 6 is formed along the axial direction of the diffuser 5, and the total pair of rectifying convex portions 6, 6 are opposed to each other. Are arranged.
[0024]
The rectifying convex portion 6 will be described in more detail. The rectifying convex portion 6 is formed to have a predetermined width around the axis XX of the diffuser 5 passing through the axial center of the throttle shaft 3, and the width is as shown in FIG. As shown in (c), it is formed in a divergent shape in which the upstream side is reduced and the downstream side is enlarged, and the angle α 2 of both side edges 6a, 6a with respect to the axis XX is approximately the same as the angle α 1. Is set. The angle α 2 is set to about 10 ° in the illustrated example.
[0025]
Further, the cross-sectional shape of the rectifying convex portion 6 in the direction orthogonal to the axis XX of the diffuser 5 is formed so as to protrude on a substantially arc surface as shown in FIG. 1A, and both side edges 6a thereof. , 6a is a curved surface centered on the inside of the diffuser 5 and is continuous with the inner surface 5a of the diffuser 5. Further, the ridge line 6b on the upstream side of the straightening convex portion 6 is formed on the axial extension line of the inner surface 2a of the throttle body portion 2, that is, flush with the inner surface 2a. The ridgeline 6c is formed in a tapered shape whose downstream side is inclined toward the outer side in the radial direction of the diffuser 5, and further its downstream end portion 6d is expanded in a trumpet shape with a curved surface.
[0026]
As described above, since the upstream end of the ridge line 6b of the rectifying convex portion 6 is flush with the inner surface 2a of the throttle body 2, the upstream end 6e of the rectifying convex portion 6 is the upstream end 5b of the tapered surface 5a of the diffuser 5. And is set at a position shifted by a distance L 1 downstream from the axis of the throttle shaft 3.
[0027]
In the embodiment shown in the figure, the inner diameter D of the throttle body portion 2 is set to 60 mm, so that the opposing distance L 2 between the ridges 6 b and 6 b on the upstream side of both the straightening convex portions 6 and 6 is 60 mm. Is set. Further, the distance L 1 is set to 8 mm.
[0028]
The throttle body 1 with a diffuser is disposed in the intake system with the throttle body 2 on the upstream side and the diffuser 5 on the downstream side.
Next, the intake action of the first embodiment will be described.
[0029]
In the throttle body 1 with a diffuser arranged in the intake system, when the air is sucked in as indicated by the arrow B shown in FIG. 2, it is originally peeled off from the root of the throttle shaft 3 as shown by the oblique lines in FIG. However, by forming the rectifying convex portion 6 as described above, the separation region A is filled with the rectifying convex portion 6 and the separation region becomes a separation region A 1 indicated by dots in FIG. The separation area A 1 is reduced as compared with the separation area A shown in FIG.
[0030]
Therefore, the pressure loss due to the separation of the airflow is reduced as compared with the conventional structure, and the pressure recovery efficiency of the diffuser 5 is improved.
Further, since the downstream end portion 6d of the rectifying convex portion 6 is open with a curved surface, the portion 6d has a diffuser function.
[0031]
Further, the rectifying convex portion 6 is not provided on the entire circumference of the diffuser 5 but is partially provided in the downstream portion in the vicinity of the throttle shaft 3, so that the flow area in the diffuser 5 by the rectifying convex portion 6 is reduced. The amount of reduction will not increase much.
[0032]
With respect to the structure of the first embodiment, the pressure recovery efficiency η was measured under the same test conditions as in the prior art. As a result, a value of 43.2% was obtained as shown by η 2 in FIG. Therefore, the pressure recovery efficiency η 2 according to the first embodiment is improved by about 6.1 points compared to the pressure recovery efficiency η 1 of 37.1% of the conventional structure. As a result, the pressure loss was reduced to reduce the intake loss and the engine output could be improved.
[0033]
3A and 3B show a second embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a view seen from the downstream side of the throttle body 1A with a diffuser, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line YY in FIG. c) is a sectional view taken along line ZZ in FIG.
[0034]
The second embodiment is a modification of the rectifying convex portion 6 in the first embodiment, and the other structures are the same as those in the first embodiment. Therefore, the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same parts as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0035]
The rectifying convex portion 6A of the second embodiment has the upstream end 6e at the same position as the first embodiment, and the ridge line 6f downstream from the upstream end 6e is inclined in the axial direction of the diffuser 5 and the downstream end A second narrow portion 6g is formed in the vicinity, and the downstream end portion 6h is a curved surface that is expanded in a trumpet shape from the second narrow portion 6g. The spread angle of the downstream end 6h is set to about 40 °.
[0036]
With such a structure, the distance L 3 between the second narrow portions 6 g and 6 g facing each other is shorter than the inner diameter D of the throttle body portion 2. Further, the distance L 4 of the second narrow portion 6g from the throttle shaft 3 is longer than ½ of the inner diameter D of the throttle body portion 2, that is, the downstream side of the throttle valve 4 when the throttle valve 4 is fully opened. It is set so that the second narrow portion 6g is positioned downstream of the end.
[0037]
In the illustrated embodiment, the inner diameter D of the throttle body portion 2 is set to 60 mm, the facing distance L 3 between the second narrow portions 6g, 6g is set to 50 mm, and the second narrow portion 6g from the axial center of the throttle shaft 3 is set. The distance L 4 between them is set to 54 mm.
[0038]
In the second embodiment, the second narrowing portion 6g serves as the second peeling point, and the distance between the second peeling point and the first peeling point in the vicinity of the throttle shaft 3 is a long and gently inclined surface. , Suppresses the deceleration of airflow. Further, the air flow separation area in the second embodiment is a separation area A 2 indicated by dots in FIG. 4, which is further less than the separation area A 1 in the first embodiment. Therefore, in the second embodiment, the pressure recovery efficiency is further improved as compared with the structure of the first embodiment.
[0039]
As a result of measuring the pressure recovery efficiency for the structure of the second embodiment under the same test conditions as in the prior art, a value of 47.0% was obtained as indicated by η 3 in FIG. Therefore, the pressure recovery efficiency η 3 was improved by 9.9 points from the conventional structure, and further improved by 3.8 points from the first embodiment. From this, according to the second embodiment, the pressure loss can be further reduced as compared with the structure of the first embodiment, the intake loss can be further reduced, and the engine output can be further improved.
[0040]
5A and 5B show a third embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is a view seen from the downstream side of the throttle body 1B with a diffuser, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line YY of FIG. It is ZZ sectional view taken on the line of (a).
[0041]
The third embodiment is a modification of the rectifying projection 6 in the first embodiment, and the other structure is the same as that of the first embodiment. Therefore, the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same parts as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0042]
The rectifying convex portion 6B of the third embodiment has the upstream end 6e at the same position as the first embodiment, and the second narrow portion 6i similar to the second narrow portion 6g of the second embodiment is replaced with the first narrow portion 6i. The upstream angle of the second narrow portion 6g in the second embodiment is closer to the upstream side, that is, in the direction of the throttle shaft 3, and the downstream ridge line 6j downstream from the second narrow portion 6i is defined as the downstream end in the second embodiment. This is smaller than the spread angle of the portion 6h.
[0043]
In the illustrated embodiment, the inner diameter D of the throttle body 2 is set to 60 mm, and the distance L 3 between the second narrow portions 6i, 6i is 50 mm shorter than the inner diameter D of the throttle body 2 as in the second embodiment. The distance L 5 between the axial center of the throttle shaft 3 and the second narrow portion 6i is set to 28 mm, which is approximately D / 2.
[0044]
According to the third embodiment, as compared with the structure of the second embodiment, the ridgeline 6j downstream from the second narrowing portion 6i, which is the second peeling point, is lengthened and the spread angle downstream thereof is increased. Can be small. Accordingly, the ridgeline 6j is brought close to the angle at which airflow separation is not likely to occur, that is, the spread angle of the inner surface 5a of the diffuser 5, and the separation areas generated before and after the second narrow portion 6i are indicated by dots in FIG. Further, it is possible to make the peeling area A 3 smaller than that of the second embodiment.
[0045]
As a result of measuring the pressure recovery efficiency for the structure of the third embodiment under the same test conditions as in the prior art, a value of 49.3% was obtained as shown by η 4 in FIG. Accordingly, the pressure recovery efficiency η 4 is improved by about 12.2 points from the conventional structure, and further improved by 2.3 points from the second embodiment.
[0046]
Therefore, according to the third embodiment, the pressure loss can be further reduced as compared with the structure of the second embodiment, the intake loss can be further reduced, and the engine output can be further improved.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention of the present application, compared with the conventional throttle body with a diffuser having the same diameter, the pressure recovery efficiency of the diffuser is increased, the reduction of the intake air amount is reduced, and the engine output is improved. Can be achieved.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a first embodiment of the present invention, where FIG. 1A is a view seen from the downstream side, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line YY of FIG. 1, and FIG. Z line sectional drawing.
FIG. 2 is a view showing an airflow separation area in the embodiment of FIG. 1;
FIGS. 3A and 3B show a second embodiment of the present invention, where FIG. 3A is a view seen from the downstream side, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line YY of FIG. FIG.
4 is a view showing an airflow separation area in the embodiment of FIG. 3; FIG.
5A and 5B show a third embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is a view seen from the downstream side, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line YY of FIG. FIG.
6 is a view showing an airflow separation region in the embodiment of FIG. 5;
FIG. 7 is a graph showing pressure recovery efficiency (pressure loss) of the present invention and a conventional structure.
8A and 8B show a conventional structure, in which FIG. 8A is a view seen from the downstream side, and FIG.
FIGS. 9A and 9B show a separation region of an air flow in a conventional structure, in which FIG. 9A is a cross-sectional view seen from a side surface of a throttle shaft, and FIG.
FIG. 10 is a sectional view schematically showing an apparatus for measuring the pressure recovery efficiency of a throttle body with a diffuser.
[Explanation of symbols]
1, 1A, 1B ... Throttle body with diffuser 2 ... Throttle body 2a ... Inner surface 3 of throttle body 4 ... Throttle shaft 4 ... Throttle valve 5 ... Diffuser 5a ... Riffer inner surface 6, 6A, 6B ... Rectification convex part 6a ... Rectification opposite side edges 6b of the protrusions, 6c, 6f, 6j ... ridge 6g of the rectifying protrusion, 6i ... second constriction a 1, a 2, a 3 ... exfoliation region

Claims (5)

スロットルボデー部内にスロットルシャフトを回転可能に貫設して該スロットルシャフトにスロットルバルブを固着し、前記スロットルボデー部の下流にディフューザを一連に設けたものにおいて、前記ディフューザの内面にスロットルシャフトの両側付根部付近から下流に向って整流凸部を設けたことを特徴とするディフューザ付スロットルボデー。A throttle shaft is rotatably inserted in the throttle body portion, a throttle valve is fixed to the throttle shaft, and a diffuser is provided in a series downstream of the throttle body portion, and both sides of the throttle shaft are attached to the inner surface of the diffuser. A throttle body with a diffuser, characterized in that a rectifying convex portion is provided downstream from the vicinity of the root portion. 前記整流凸部の稜線が、スロットルボデー部の内面と同一面から下流に向ってスロットルボデーの軸芯と平行し、その下流側が径方向に拡開していることを特徴とする請求項1記載のディフューザ付スロットルボデー。The ridge line of the straightening convex portion is parallel to the axial center of the throttle body from the same surface as the inner surface of the throttle body portion to the downstream side, and the downstream side is expanded in the radial direction. Throttle body with diffuser. 前記整流凸部の稜線が、スロットルボデー部の内面と同一面から下流に向ってディフューザの軸芯側へ傾斜し、ディフューザの下流端付近から径方向へ拡開していることを特徴とする請求項1記載のディフューザ付スロットルボデー。The ridge line of the rectifying convex portion is inclined toward the axial center side of the diffuser from the same surface as the inner surface of the throttle body portion, and is expanded radially from the vicinity of the downstream end of the diffuser. Item 1. A throttle body with a diffuser according to item 1. 前記整流凸部の稜線が、スロットルボデー部の内面と同一面から下流に向ってディフューザの軸芯側へ傾斜し、ディフューザの上流端付近から径方向へ拡径していることを特徴とする請求項1記載のディフューザ付スロットルボデー。The ridge line of the rectifying convex portion is inclined toward the axial center side of the diffuser from the same surface as the inner surface of the throttle body portion toward the downstream side, and is radially expanded from the vicinity of the upstream end of the diffuser. Item 1. A throttle body with a diffuser according to item 1. スロットルシャフトの軸線に対して直交する面から見た整流凸部の幅を、上流側から下流側に向って広くしたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のディフューザ付スロットルボデー。The throttle body with a diffuser according to any one of claims 1 to 4, wherein the width of the straightening convex portion as viewed from a plane orthogonal to the axis of the throttle shaft is increased from the upstream side toward the downstream side. .
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