ITRM20080213A1 - Unita a valvola a farfalla controllata elettronicamente. - Google Patents

Unita a valvola a farfalla controllata elettronicamente. Download PDF

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ITRM20080213A1
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lever
throttle
cam
shaft
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IT000213A
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Katsuhiko Itagaki
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Suzuki Co Ltd
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Description

DESCRIZIONE
FONDAMENTO DELL'INVENZIONE
Campo dell'invenzione
L'invenzione fa riferimento ad una unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente per controllare l'operazione di apertura/chiusura (apertura e/o chiusura) di valvole a farfalla da un azionatore quale un motore elettrico, in grado, in modo particolare, di azionare la farfalla in caso di emergenza, aprendo/chiudendo la valvola a farfalla attraverso il funzionamento di valvola a farfalla da parte di un conducente quando l'azionatore è in difficoltà.
Tecnica relativa
In anni recenti, un sistema convenzionale di alimentazione di carburante del tipo a carburatore per motocicli è stato sostituito da quello del tipo ad iniezione di carburante, che è più notevolmente efficiente. Nello stesso tempo, la convenzionale unità a farfalla del tipo meccanico, che trasmette il movimento della maniglia della farfalla direttamente alla valvola a farfalla attraverso un cavo di controllo, un meccanismo di collegamento o quant'altro, è stata sostituita da quella del tipo a sistema di controllo elettronico, chiamato sistema acceleratore a filo, in cui la quantità di azionamento della farfalla viene rivelata una volta da un sensore di posizione della farfalla, e, secondo la quantità rivelata, un computer di controllo controlla l'azionatore (ad esempio un motore elettrico) affinché apra/chiuda in modo idoneo la valvola a farfalla.
Riquardo a tale unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente, se l'azionatore, il sensore di posizione della farfalla non funzionano, il controllo elettronico della valvola a farfalla si arresta e, quindi, la valvola a farfalla viene chiusa da un meccanismo di colleqamento disposto come meccanismo a prova di quasto. Di consequenza, quindi, il veicolo non può essere accelerato, ed è difficile quidare il veicolo, in emerqenza, verso una corsia per l'eventualità di quasti o quidarlo ad uno stabilimento di riparazione, ad esempio.
Quindi, la pubblicazione esposta al pubblico della domanda di brevetto qiapponese n. 2-30933 (Pubblicazione Brevettuale 1) e la pubblicazione aperta al pubblico della domanda del brevetto qiapponese n. 5-231188 (Pubblicazione Brevettuale 2) descrivono una valvola a farfalla controllata elettronicamente, che consente, nell'istante di guasto del veicolo, la guida di emergenza, consentendo di aprire/chiudere meccanicamente la valvola a farfalla all'interno di un campo predeterminato della valvola a farfalla.
Nell'unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente descritta nella pubblicazione brevettuale 1, un primo innesto ed un secondo innesto sono forniti su entrambe le estremità dell'albero di valvola a farfalla, in modo da consentire il collegamento/lo scollegamento tra l'albero di valvola a farfalla ed il motore elettrico (azionatore) mediante il primo innesto, e consentire il collegamento/lo scollegamento tra la valvola a farfalla ed il pedale dell'acceleratore (cioè, il pedale del gas) mediante il secondo innesto. Ad un controllo normale ordinario da un motore elettrico, il primo innesto è collegato ed il secondo innesto è scollegato, e, al contrario, se si verifica una anomalia nel motore elettrico, il primi innesto è scollegato ed il secondo innesto è collegato per abilitare perciò la guida per emergenza, premendo il pedale dell'acceleratore anche se si verifica l'anomalia.
Nell'unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente descritta nella pubblicazione brevettuale 2, un innesto ad una via è frapposto tra l'albero di valvola a farfalla ed il motore elettrico, e, in una condizione anomala del motore elettrico, la valvola a farfalla viene resa operativa scollegando dal motore elettrico l'albero di valvola a farfalla. Una prima leva ed una seconda leva sono disposte sul lato opposto al motore elettrico rispetto alla valvola a farfalla, in modo tale che la prima leva sia supportata sull'albero di valvola a farfalla, in modo girevole, per essere in grado di oscillare liberamente per mezzo del cavo del pedale dell'acceleratore e, d'altro canto, la seconda leva sia predisposta sull'albero di valvola a farfalla in modo girevole con questo. Frapponendo una molla ad elica fra la prima leva e la seconda leva, forze di pressione a spinta sono generate in versi relativamente contrapposti l'uno rispetto all'altro.
Quando il motore elettrico è guasto ed in difficoltà, la prima leva oscilla in corrispondenza al funzionamento del pedale dell'acceleratore, viene rotazione trasmessa attraverso la molla ad elica verso la seconda leva e quindi l'albero di valvola a farfalla viene ruotato per aprire la valvola a farfalla. Inoltre, con la struttura in cui un elemento di impegno della seconda leva è impegnato con un lato della prima leva, quando viene eseguita un operazione per chiudere il pedale dell'acceleratore, la rotazione della prima leva viene trasmessa alla seconda leva dall'elemento di impegno, e l'albero di valvola a farfalla viene ruotato nel verso di chiusura della valvola a farfalla.
Tuttavia, nella unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente ivi descritta nella pubblicazione brevettuale 1, quando l'azionatore è in difficoltà, è necessario eseguire il collegamento/lo scollegamento del primo innesto e del secondo innesto e, di conseguenza, è necessario far fronte ad una anomalia nel sistema di controllo degli innesti. Perciò, è difficile dire che tale unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente è eccellente in certezza ed affidabilità di pilotaggio in caso di emergenza.
Inoltre, l'unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente descritta nella pubblicazione brevettuale 2, dal momento che l'albero di valvola a farfalla viene fatto funzionare nel verso di apertura della valvola, attraverso la molla ad elica frapposta tra la prima leva e la seconda leva, c'è timore che la quantità desiderata di apertura della valvola non possa essere raggiunta a causa dell'invecchiamento della molla ad elica.
Inoltre, le unità a valvola a farfalla controllate elettronicamente delle pubblicazioni brevettuali 1 e 2 presentano un difetto tale che il numero dei loro componenti è aumentato e, quindi, la loro struttura è resa complicata, aumentando perciò il costo di produzione e inducendo facilmente problemi.
SOMMARIO DELL'INVENZIONE
La presente invenzione è stata concepita in considerazione delle circostanze sopra menzionate, ed uno scopo dell'invenzione è fornire una unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente avente una configurazione ed una struttura altamente durevoli, semplici, economiche e compatte, ed in grado di aprire/chiudere meccanicamente la valvola a farfalla secondo il desiderio del conducente in un momento di difficoltà di un azionatore o quant'altro, ed avente una elevata libertà di impostazione delle caratteristiche di apertura della valvola e, inoltre, nell'istante di funzionamento normale dell'azionatore, si possa ottenere un controllo elettronico agevole della valvola a farfalla.
Gli scopi di cui sopra ed altri possono essere ottenuti secondo la presente invenzione fornendo una unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente che include l'albero di valvola supportato dal corpo della farfalla, una valvola a farfalla disposta sull'albero di valvola in modo girevole con questo, un azionatore per controllare la rotazione dell'albero della valvola, ed un meccanismo meccanico di apertura/chiusura della valvola, il meccanismo meccanico di apertura/chiusura di valvola comprendendo:
una leva di valvola disposta sull'albero di valvola in modo girevole con questo;
una leva a camma supportata in modo girevole rispetto all'albero della valvola, in modo da essere fatta funzionare direttamente attraverso il funzionamento della farfalla;
una leva articolata supportata in modo girevole dal corpo della farfalla, e che trasmette la rotazione della leva a camma nel verso di apertura della valvola a farfalla verso la leva della valvola, in modo da ruotare la leva di valvola e l'albero di valvola nel verso di apertura della valvola a farfalla con una predeterminata caratteristica dell'angolo di rotazione.
Nell'aspetto di cui sopra della presente invenzione, si può desiderare che la leva a camma sia dotata da una parte a camma, e che la leva articolata sia dotata di un punto di fulcro, un punto di potenza ed un punto operativo, in cui il punto di fulcro è supportato in modo girevole sul corpo della farfalla, il punto di potenza è portato a contatto con la parte a camma della leva a camma, ed il punto operativo è posizionato in modo tale che, quando la leva a camma viene ruotata nel verso di apertura della valvola a farfalla, il punto di potenza della leva articolata sia premuto dalla parte a camma e, quindi, il punto operativo premi una parte dell'ingresso di rotazione della leva di valvola nel verso di apertura della valvola a farfalla.
La leva a camma può essere dotata da una parte di pressione, che preme la parte dell'ingresso di rotazione della leva di valvola direttamente dalla rotazione della leva a camma nel verso di chiudere la valvola a farfalla, facendo perciò ruotare a forza la leva di valvola nel verso di chiusura della valvola a farfalla. Si può desiderare che la parte dell'ingresso di rotazione della leva di valvola sia posizionata tra la parte di pressione della leva a camma ed il punto operativo della leva articolata e, durante il funzionamento della valvola a farfalla di apertura e chiusura della valvola a farfalla, l'azionatore controlli l'albero di valvola in modo tale che la parte dell'ingresso di rotazione della leva di valvola sia ruotata senza essere a contatto con la parte di pressione oppure il punto operativo.
Si può ulteriormente desiderare che la superficie di contatto nella posizione in cui il punto operativo della leva articolata e la parte dell'ingresso di rotazione della leva di valvola cominciano ad essere in contatto l'uno con l'altro si intersichinio con una linea dritta che collega il centro del punto di fulcro della leva articolata con il centro dell'albero della valvola, come osservato nella direzione assiale dell'albero della valvola.
Il meccanismo meccanico di chiusura/apertura di valvola può ulteriormente comprendere una molla di ritorno per premere la leva di valvola nella direzione di chiudere la valvola a farfalla verso la leva a camma, la molla di ritorno essendo disposta tra leva a camma e la leva di valvola ed essendo formata in modo da generare una forza di pressione nella direzione di chiusura della valvola a farfalla soltanto quando la leva di valvola e la leva a camma sono posizionate in prossimità della posizione di chiusura della valvola a farfalla.
Si può inoltre desiderare che l'albero di puleggia della farfalla parallelo all'albero di valvola può essere supportato dal corpo della farfalla, ed una puleggia di farfalla, che viene ruotata attraverso il funzionamento della farfalla, possa essere disposta sull'albero della puleggia della farfalla in modo girevole con questa, la puleggia di farfalla essendo collegata con la leva a camma mediante un elemento di collegamento.
Secondo l'unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente dalla presente invenzione, viene fornito il meccanismo meccanico di apertura/chiusura di valvola, la valvola a farfalla può essere aperta/chiusa meccanicamente secondo il desiderio del guidatore, quando l'azionatore o quant'altro ha problemi, consentendo perciò la guida di emergenza oppure continuando a guidare con sicurezza. Il meccanismo meccanico di chiusura/apertura di valvola ha una struttura semplice e compatta, e la libertà di impostazione delle caratteristiche di apertura della valvola può essere ottenuta quando la valvola a farfalla viene aperta/chiusa meccanicamente.
Se l'azionatore è in difficoltà quando la valvola a farfalla viene aperta, la valvola a farfalla può essere chiusa rapidamente e con sicurezza secondo il desiderio del quidatore. Inoltre, sul funzionamento normale, si può impedire al meccanismo meccanico di chiusura/apertura di valvola di influenzare il controllo della valvola a farfalla ottenendo perciò un controllo aqevole della valvola a farfalla.
La natura e le ulteriori preroqative caratteristiche della presente invenzione saranno rese più evidenti dalle sequenti descrizioni effettuate con riferimento ai diseqni annessi.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Nei diseqni annessi:
la fiqura 1 è una vista di una unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente nella presente invenzione, come osservata dal lato di aspirazione;
la fiqura 2 è una vista laterale di destra dell'unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente presa nella direzione della freccia II in figura 1;
la figura 3 è una vista in prospettiva dell'unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente presa nella direzione della freccia III in figura 2;
la figura 4 è una vista in prospettiva dell'unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente presa nella direzione della freccia IV in figura 2;
la figura 5 è una vista laterale di destra del meccanismo meccanico di apertura/chiusura di valvola nella condizione in cui una leva di valvola ed una leva a camma sono posizionate vicine alla posizione di chiusura di una valvola a farfalla; la figura 6 è una vista laterale di destra del meccanismo meccanico di apertura/chiusura di valvola nella condizione in cui la leva di valvola e la leva a camma non sono posizionate vicine alla posizione di chiusura della valvola a farfalla;
la figura 7 è una vista laterale di destra che mostra una modifica in cui un punto, dove un punto di rotazione della leva articolata ed una parte dell'ingresso di rotazione della leva di valvola cominciano ad essere in contatto, è disposto su una linea retta che collega il punto di fulcro con l'albero di valvola presa nella direzione assiale dell'albero della valvola;
la figura 8 è una vista laterale di destra che mostra la condizione di meccanismo meccanico di chiusura/apertura di valvola ad un istante di funzionamento normale, in cui il controllo di apertura/chiusura della valvola a farfalla mediante l'azionatore viene eseguito normalmente;
la figura 9 è uno schema che mostra la relazione tra l'apertura della maniglia della farfalla e l'apertura della valvola a farfalla quando la valvola a farfalla viene aperta a forza dal meccanismo meccanico di apertura/chiusura di valvola.
DESCRIZIONE DELLE FORME DI REALIZZAZIONE PREFERITE
Qui appresso, verranno descritte, con riferimento ai disegni allegati, le forme di realizzazione preferite della presente invenzione. Inoltre, si deve osservare che i termini "superiore", "inferiore", "destra", "sinistra" e termini analoghi vengono utilizzati in questa sede con riferimento alla illustrazione dei disegni, oppure in una condizione usuale di installazione di una apparecchiatura che include una unità a valvola a farfalla.
Con riferimento alle figure da 1 a 4, una unità 1 a valvola a farfalla controllata elettronicamente è installata, ad esempio, su un motore a quattro cilindri paralleli di un motociclo, ed include due unità del corpo 2 di farfalle gemelle allineate nella direzione di larghezza del veicolo, in modo da formare quattro farfalle. In ciascun corpo 2 di farfalla, sono formati due passaggi 3 per l'aspirazione di aria, i quattro passaggi 3 per l'aspirazione di aria sono disposti in parallelo l'uno rispetto all'altro, ed una valvola circolare a farfalla 4 è disposta per ciascun passaggio 3 per l'aspirazione di aria, in modo da essere aperta o chiusa.
Una flangia di connessione 5, per connessione al lato del filtro dell'aria, è formata su una parte di estremità del lato a monte del corpo 2 di farfalla (passaggio 3 per l'aspirazione di aria), ed una parte 6 di inserimento per unione è formata sulla parte di estremità del lato a valle, per collegamento sul lato di motore.
Un albero 8 di valvola è disposto per intersecarsi con ciascun passaggio 3 per l'aspirazione di aria, supportato in modo girevole sui corpi 2 di farfalla, e ciascuna valvola 4 di farfalla è fissata all'albero 8 di valvola in modo da ruotare con questo. Quindi, tutte le valvole a farfalla 4 vengono aperte e/o chiuse per lo stesso grado di apertura mediante la rotazione dell'albero 8 di valvola. In questa sede, un sensore 9 di posizione di valvola per rivelare la quantità di rotazione dell'albero 8 di valvola, vale a dire la quantità di apertura delle valvole a farfalla 4 è disposto sulla superficie laterale di sinistra (superficie laterale della parte inferiore della figura 1 presentata sul foglio) del corpo 2 di valvola.
La rotazione dell'albero 8 di valvola è controllata da un motore elettrico 10, ad esempio un azionatore. Questo motore elettrico 10 è disposto più vicino ad un lato di estremità (lato di sinistra in questa forma di realizzazione) dell'albero 8 di valvola, e disposto proprio sotto il corpo 2 di farfalla su un lato (lato di sinistra in questa forma di realizzazione), ad esempio, in modo tale che la direzione assiale dell'albero principale IOa sia parallela all'albero 8 di valvola e l'albero principale IOa sia posto vicino all'albero 8. La forza motrice di guida del motore elettrico 10 viene decelerata da un ingranaggio 11 di meccanismo di decelerazione e trasmessa all'albero 8 di valvola.
Un albero 13 di puleggia di farfalla è supportato in modo assiale proprio sotto l'altro corpo 2 di farfalla (lato di destra nella forma di realizzazione), più vicino all'altro lato di estremità (lato dell'estremità di destra) dell'albero di valvola, in modo da essere parallelo al corpo 8 di valvola. Questo albero 13 di puleggia di farfalla e (il corpo principale del) il motore elettrico 10 sono sostanzialmente disposti in modo assiale.
Una puleggia 14 di farfalla è disposta nella parte di estremità esterna (estremità di destra) dell'albero 13 di puleggia di farfalla, in modo girevole con questo, ed un sensore 15 di posizione di farfalla è disposto nella parte di estremità interna (estremità di sinistra). In questa sede, la puleggia 14 di farfalla è dotata di una parte 14a di collegamento ad asta che si estende nella direzione centrifuga (direzione di diametro) rispetto all'albero 13 della puleggia di farfalla.
Ciascuno dei passaggi 3 per l'aspirazione dell'aria è dotato di iniettori 17A, 17B per iniezione di carburante, ed elementi tubolari 18A, 18B per alimentare carburante agli iniettori 17A, 17B sono pure disposti paralleli all'albero 8 di valvola. I quattro iniettori 17A sono iniettori principali, e disposti sul corpo 2 di valvola in modo tale che ciascun asse centrale 17a si intersechi con l'asse del passaggio 3 di aspirazione di aria ad un angolo poco profondo. Il carburante iniettato da ciascun iniettore 17A è diretto sul lato a valle della valvola a farfalla 4 ed all'interno dell'apertura per l'aspirazione dell'area del motore.
D'altro canto, gli altri quattro iniettori 17B sono iniettori secondari, in grado di iniettare carburante in un istante in cui la valvola a farfalla 4 ha un grado di apertura intermedio o superiore, e la direzione di iniezione è impostata in modo tale che il carburante sia applicato direttamente alla valvola a farfalla 4 posizionata sul lato a valle dell'aspirazione di aria dell'albero 8 di valvola nel momento del grado di apertura intermedio o superiore della valvola a farfalla 4. Questo iniettore secondario 17B viene fatto funzionare per aumentare la quantità di carburante iniettato quando il veicolo viene fatto funzionare con un carico elevato, ad esempio per relativa accelerazione.
La puleggia 14 della farfalla è interconnessa con la maniglia di farfalla del motociclo attraverso un cavo di farfalla, non mostrato, e, quando il pilota del motociclo ruota l'impugnatura della farfalla, la puleggia 14 della farfalla viene ruotata, e la quantità di rotazione viene rivelata dal sensore 15 di posizione di farfalla, ed un computer di controllo, non mostrato, controlla il motore elettrico 10 a seconda del grado di apertura e della velocità di apertura (tasso di variazione del grado di apertura della valvola a farfalla) della valvola a farfalla 4 così da aprire e/oppure chiudere la valvola a farfalla in modo idoneo a seconda della velocità del motore, della velocità del veicolo, della condizione di slittamento, e quant'altro.
Allo stesso tempo, la quantità di iniezione di carburante dagli iniettori 17A, 17B e la temporizzazione di iniezione sono impostati affinché siano ottimali. In questa sede, la quantità reale di apertura della valvola a farfalla 4 viene rivelata dal sensore 9 di posizione di valvola e retroazionata al computer di controllo. Come mostrato in figura 5, l'unità 1 a valvola a farfalla controllata elettronicamente è dotata di un meccanismo meccanico 21 di apertura/chiusura di valvola. Questo meccanismo meccanico 21 di apertura/chiusura di valvola è disposto sulla superficie laterale di destra del corpo 2 di farfalla sul lato di destra, e configurato in modo che includa il sopra menzionato albero 13 della puleggia della farfalla e la puleggia 14 di farfalla come segue.
Una leva 22 di valvola è disposta sull'estremità di destra dell'albero 8 di valvola in modo da essere girevole con questo. Questa 22 leva di valvola è formata da un materiale a lamina in forma di leva, ad esempio, e l'estremità anteriore della leva è piegata ad angolo retto per formare una parte 22a dell'ingresso di rotazione.
In modo simile, una leva 23 di camma, realizzata con una lamina di metallo, è disposta sull'estremità di destra dell'albero 8 della valvola, in modo da essere sovrapposta all'esterno della leva 22 della valvola. Questa leva 23 di camma è supportata in modo girevole rispetto all'albero 8 della valvola, e sono formate su questa una parte 23a di collegamento ad asta simile a leva, che si estende nella direzione centrifuga (direzione di diametro) dall'albero 8 di valvola ed una parte 23b di camma. La parte 23b di camma è formata in modo da fornire una configurazione di camma ad arco circolare, ed il raggio della parte a camma aumenta quando la leva 23 di camma viene ruotata nel verso di apertura A della valvola a farfalla 4.
Inoltre, una parte di estremità della parte 23b di camma è piegata per formare una parte di pressione 23c in modo tale che la parte di pressione 23c sia posizionata sul lato nel verso di rotazione della valvola a farfalla 4 (verso A di apertura di valvola) in modo da aprire la valvola rispetto alla parte 22a dell'ingresso di rotazione della leva 22 di valvola. Perciò, il sistema di controllo ha difficoltà quando la valvola a farfalla 4 viene aperta, la leva 23 di camma è ruotata nel verso di chiusura B della valvola a farfalla 4 mediante il funzionamento della farfalla da parte del motociclista, e la parte di pressione 23c preme direttamente la parte 22a di ingresso della rotazione, in modo da forzare la leva 22 della valvola a ruotare meccanicamente nel verso di chiusura B della valvola.
Quando la valvola a farfalla 4 viene chiusa, ad esempio, dopo messa a folle, si forma una predeterminata spaziatura C tra la parte 22a dell'ingresso di rotazione e la parte di pressione 23c. Questa spaziatura C è posizionata per fornire una dimensione che consenta alla leva 22 della valvola di ruotare leggermente nel verso A di apertura della valvola,. Così, la valvola a farfalla 4 può essere aperta leggermente, per consentire un rapido controllo a folle ed un controllo agevole della velocità a folle nell'istante di funzionamento stazionario (normale), in cui il motore elettrico 10 non presenta difficoltà. Nel controllo rapido a folle o nel controllo della velocità a folle nel momento di una partenza freddo, la velocità del motore può essere automaticamente ottimizzata azionando il motore elettrico 10 mediante un computer di controllo nella condizione senza il funzionamento della farfalla da parte del motociclista.
L'estremità anteriore della parte 23a di collegamento dell'asta della leva 23 di camma e la parte anteriore della parte 14a di collegamento dell'asta della puleggia 14 di farfalla sono collegate insieme attraverso un'asta articolata 25 (elemento di collegamento), e, di conseguenza, la leva 23 di camma può essere ruotata arbitrariamente mediante il funzionamento della farfalla da parte del motociclista.
Una leva articolata 26 è supportata in modo girevole sulla superficie laterale di destra del corpo 2 di farfalla del lato di destra proprio sotto l'albero 8 di valvola. Questa leva articolata 26 è realizzata con una lamina di metallo e formata in una leva sostanzialmente conformata a J avente un punto di fulcro 23a, un punto di potenza 26b ed un punto operativo 26c. Il punto di fulcro 26a serve come parte di supporto di albero, ed il punto di potenza 26b ed il punto operativo 26c sono posizionati su entrambi i lati del punto di supporto 26a.
La sezione dal punto di fulcro 26a fino al punto di potenza 26b è curva lungo la forma periferica esterna della parte 23b di camma della leva 23 di camma, il punto di potenza 26b, che è un'estremità anteriore, è formato in una forma a rullo o in una forma a cursore. Questo punto di potenza 26b fa contatto con la parte periferica esterna della parte 23b di camma, e scorre lungo la forma di camma. D'altra parte, il punto operativo 26c è posizionato sul lato nel verso B di chiusura della valvola rispetto alla parte 22a dell'ingresso di rotazione della leva 22 della valvola.
Perciò, se il sistema di controllo ha difficoltà, quando il motociclista ruota l'impugnatura della farfalla di un motociclo nel verso di apertura della valvola a farfalla 4, la puleggia 4 di farfalla viene ruotata, e la rotazione viene trasmessa alla leva 23 di camma attraverso un'asta articolata 25, in modo da far ruotare la leva 23 di camma nel verso A di apertura della valvola. Perciò, la parte 23b di camma della leva 23 di camma viene ruotata, il punto di potenza 26b della leva articolata 26 in contatto con la periferia della parte 23b di camma viene premuto dalla parte 23b di camma, in modo tale che il punto operativo 26c della leva articolata 26 prema la parte 26b dell'ingresso di rotazione della leva 22 di valvola, per far ruotare perciò la leva 22 di valvola nel verso A di apertura della valvola. Perciò, la valvola a farfalla 4 è forzata ad aprirsi meccanicamente.
In questo modo, la leva articolata 26 serve a trasmettere la rotazione della leva 23 di camma nel verso A di apertura della valvola verso la leva 22 della valvola, in modo da far ruotare la leva 22 della valvola, l'albero 8 della valvola e la valvola a farfalla 4 nel verso A di apertura della valvola. Il massimo grado di apertura della valvola a farfalla 4, in questo momento, è impostato ad un grado di apertura piccolo (ad esempio, circa 10°). Così, si ottiene l'uscita di una quantità in grado di seguire l'operazione di guida in caso di emergenza quando il motociclista percepisce chiaramente una anomalia.
La leva 23 di camma è dotata di una molla di ritorno 29, che è avvolta intorno all'albero 8 di valvola, ad esempio, in una sua estremità, ed è impegnata con la parte 23b di camma della leva 23 di camma, mentre l'altra estremità si attesta contro la parte 22a dell'ingresso di rotazione della leva 22 di valvola sul lato del verso A di apertura della valvola.
Sebbene la molla di ritorno 29 spinga e prema la leva 22 di valvola a ritroso nel verso B di chiusura della valvola rispetto alla leva 23 di camma, la sua forza di spinta è tenue, in modo da migliorare la percezione operativa della leva 22 di valvola soltanto quando la parte 22a dell'ingresso di rotazione della leva 22 di valvola e la parte di pressione 23c della leva 23 di camma si avvicinano l'una contro l'altra in un angolo relativamente piccolo, come mostrato nella condizione di figura 5. Quando il sistema di controllo è in difficoltà, come descritto sopra, la leva 22 di valvola è forzata ad essere ruotata meccanicamente nel verso di apertura della valvola, attraverso il funzionamento della farfalla da parte del motociclista.
Sebbene la parte di pressione 23c della leva 23 di camma non possa essere ulteriormente ruotata nel verso B di chiusura della valvola, quando la puleggia 14 di farfalla viene ruotata fino alla sua posizione completamente chiusa, la leva 22 di valvola può essere spinta indietro di un angolo predeterminato dalla forza di pressione o di spinta della molla di ritorno. Perciò, la valvola a farfalla 4 può essere fatta ritornare nella sua posizione completamente chiusa (vale a dire, condizione di folle).
D'altro canto, quando la parte 22a dell'ingresso di rotazione della leva 22 di valvola e la parte di pressione 23c della leva 23 di camma non sono posizionate in un angolo predeterminato relativamente piccolo, come mostrato nella condizione di figura 6, la molla di ritorno 29 assume la sua condizione libera, in modo tale che la molla di ritorno 29 sia distante dalla parte 22a dell'ingresso di rotazione della leva 22 di valvola. Di conseguenza, dopo aver forzato la leva 22 di valvola ad aprirsi meccanicamente quando il sistema di controllo presenta difficoltà, la forza di pressione della molla di ritorno 29 non viene applicata alla leva 22 di valvola.
Nel frattempo, si preferisce che un punto in cui il punto operativo 26c della leva articolata 26 e la parte 22a dell'ingresso di rotazione della leva 22 di valvola cominciano ad essere in contatto l'uno con l'altro sia posizionato in vicinanza di una linea dritta D che collega il punto di fulcro 26a e l'albero 8 di valvola, presa nella direzione assiale dell'albero 8 di valvola. Come forma di realizzazione ottimale, il punto può essere disposto sulla linea retta D come mostrato in figura 7. Di conseguenza, la quantità di attrito tra il punto operativo 26c e la parte 22a dell'ingresso di rotazione viene resa minima quando il punto operativo 26c preme la parte 22a dell'ingresso di rotazione, prevenendo così l'usura sia della parte 22a di ingresso sia del punto 26c, per migliorare la capacità di durata del meccanismo meccanico 21 di apertura/chiusura di valvola.
Nell'unità a valvola elettronica 1 controllata elettronicamente dotata di tale meccanismo meccanico 21 di controllo di apertura/chiusura di valvola, durante il funzionamento normale, in cui il controllo di apertura/chiusura della valvola a farfalla 4 mediante il motore elettrico 10, ad esempio un azionatore, viene eseguito normalmente, la quantità di funzionamento dell'impugnatura di farfalla del motociclista viene rivelata dal sensore 15 di posizione della farfalla e, a seconda del segnale rivelato, il computer di controllo controlla il motore elettrico 10 in modo da aprire/chiudere elettricamente la valvola a farfalla 4.
Sebbene, anche in tale funzionamento normale, la leva 23 di camma sia ruotata attraverso la trasmissione dall'asta articolata 25, come mostrato in figura 8, il computer di controllo controlla la valvola a farfalla 4 (motore elettrico 10) per mantenere la parte 22a dell'ingresso di rotazione della leva 22 di valvola tra la parte di pressione 23c della leva 23 di camma ed il punto operativo 26c della leva articolata 26 senza contatto tra la parte di pressione 23c e il punto operativo 26c. Di conseguenza, si impedisce, nel funzionamento normale, che il meccanismo meccanico 21 di apertura/chiusura di valvola influenzi il controllo della valvola a farfalla 4, ottenendo così un controllo agevole della valvola a farfalla. In modo particolare, il controllo della velocità a folle ed il controllo rapido a folle possono essere eseguiti con elevata precisione.
Quando la valvola a farfalla 4 viene aperta ad un elevato grado di apertura nel funzionamento normale, la molla di ritorno 29 si allontana dalla parte 22a dell'ingresso di rotazione della leva 22 di valvola. Quindi, la leva 22 di valvola, l'albero 8 di valvola e la valvola a farfalla 4 possono essere fatti funzionare agevolmente senza essere influenzati dalla forza di spinta o di pressione della molla di ritorno 29.
D'altro canto, se la valvola a farfalla 4 non può essere aperta/chiusa elettricamente a causa di un problema del motore elettrico 10, il motociclista aziona l'impugnatura in modo da controlla il computer di controllo, così che la valvola a farfalla 4 venga aperta a forza dal funzionamento della puleggia 14 di farfalla dall'asta di collegamento 25, dalla leva 23 di camma, dalla leva articolata 26 e dalla leva 22 di valvola del meccanismo meccanico 21 di apertura/chiusura di valvola e, perciò, il veicolo possa essere guidato con sicurezza in caso di emergenza oppure continui ad essere guidato, sebbene la quantità di apertura della valvola sia piccola.
Le caratteristiche dell'angolo di rotazione della valvola a farfalla 4 (leva 22 di valvola), quando la valvola a farfalla 4 è forzata ad essere aperta del meccanismo meccanico 21 di apertura/chiusura di valvola, possono essere impostate arbitrariamente, impostando la forma della parte 23b di camma della leva 23 di camma, le distanze del punto di potenza 26b e del punto operativo 26c rispetto al punto di fulcro 26a della leva articolata 26, vale a dire in modo opportuno il rapporto di leva, che consenta una elevata libertà di impostazione.
Preferibilmente, come mostrato nella figura 9, le forme della parte 23b di camma della leva 23 di camma e della leva articolata 26 (il rapporto di leva del punto di potenza 23b e del punto operativo 26c rispetto al punto di fulcro 26a) sono impostate in modo tale che la valvola a farfalla venga aperta in maniera relativamente rapida fino ad un grado di apertura di circa svariate percentuali del grado completamente aperto, mentre il grado di apertura dell'impugnatura della farfalla da parte del motociclista sia piccolo e, dopo ciò, anche se il grado di apertura dell'impugnatura della farfalla viene aumentato, il grado di apertura della valvola a farfalla viene mantenuto costante.
Il motivo dell'impostazione di cui sopra è impedire al motociclista di ruotare notevolmente l'impugnatura della farfalla quando l'unità 1 a valvola a farfalla controllata elettronicamente presenta problemi. Ciò può impedire il caso in cui viene indotta una accelerazione inattesa, dal momento che il motociclista ruota notevolmente l'impugnatura della farfalla, quando la condizione anomala viene ripristinata in modo naturale (all'improvviso).
Il grado di apertura della valvola a farfalla indicato sull'asse delle ordinate nella figura 7 è il valore di rivelazione del sensore 9 della posizione di valvola, ed il grado di apertura dell'impugnatura della farfalla indicato sull'asse dell'ascissa è il valore di rivelazione del sensore 15 di posizione della farfalla. Come si può osservare dalla figura, quando il grado di apertura, quando il grado di apertura dell'impugnatura della farfalla varia da 0 a circa 10 gradi, la valvola a farfalla non viene aperta. Ciò è determinato da una spaziatura disposta tra il punto operativo 26c della leva articolata 26 e la parte 22a dell'ingresso di rotazione, e la dimensione della spaziatura può essere impostata in modo arbitrario.
D'altro canto, quando il motociclo viene guidato normalmente con la valvola a farfalla 4 aperta, anche se il motore elettrico 10 o quant'altro presenta problemi, ruotando al contrario l'impugnatura della farfalla, la leva 23 della camma viene ruotata nel verso B di chiusura della valvola insieme con la puleggia 14 della farfalla, e la parte di pressione 23c della leva 23 di camma viene a contatto con la parte 22a dell'ingresso di rotazione della leva 22 di valvola, per spingere a forza all'indietro la leva 22 di valvola, l'albero 8 di valvola e la valvola a farfalla 4 nel verso B di chiusura della valvola. Così, la valvola a farfalla 4 può essere chiusa rapidamente e con sicurezza secondo il desiderio del motociclista, in modo da ridurre l'uscita del motore.
Quando la valvola a farfalla 4 viene aperta ad un elevato grado di apertura, dal momento che la molla di ritorno 29 è distante dalla parte 22a dell'ingresso di rotazione della leva 22 di valvola, anche se il motore elettrico 10 o quant'altro ha problemi nel funzionamento a velocità intermedia o più elevata, la leva 22 di valvola non viene mai spinta all'indietro nel verso B di chiusura della valvola dalla forza di pressione della molla di ritorno 29 e, perciò, il motociclo non viene mai decelerato all'improvviso contro il desiderio del motociclista.
Secondo il meccanismo meccanico 21 di apertura/chiusura di valvola, le caratteristiche di apertura di valvola nell'istante in cui la valvola a farfalla 4 viene aperta meccanicamente, possono essere configurate in modo arbitrario, variando la forma della camma della leva 23 di camma, il rapporto di leva della leva articolata 26, o quant'altro, e, perciò, possono essere facilmente adattate secondo l'uscita del motore ed altre specifiche.
Inoltre, dal momento che il meccanismo meccanico 21 di apertura/chiusura di valvola ha una struttura molto semplice costituita essenzialmente dalla leva 22 di valvola, della leva 23 di camma e della leva articolata 26, questo può essere installato ad un basso costo, in modo compatto con peso leggero e, in modo particolare, la sua larghezza di installazione è tanto piccola quanto svariate decine di mm, essendo perciò preferibile per un motociclo avente limiti nello spazio di collocazione.
In modo particolare, l'albero 13 della puleggia di farfalla, parallelo all'albero 8 di valvola, è supportato al corpo 2 di farfalla, e la puleggia 14 di farfalla, che è disposta sull'albero 13 della puleggia della farfalla in modo girevole con questo, e la leva 23 di camma sono collegati attraverso l'asta articolata 25, in modo tale che il meccanismo meccanico 21 di apertura/chiusura di valvola possa essere reso compatto.
Ancora inoltre, due unità dei corpi 22 di farfalla, comprese una molteplicità di valvola a farfalla 4 in parallelo, sono allineate nella direzione di larghezza del veicolo, in modo tale da essere disposte più vicine su un lato di estremità e sull'altro lato di estremità dell'albero 8 di valvola, ed il motore elettrico 10 e l'albero 13 della puleggia della farfalla sono rispettivamente disposti. Inoltre, il motore elettrico 10 e l'albero 13 della puleggia della farfalla sono sostanzialmente disposti in modo coassiale. Secondo tale disposizione, l'intera unità 1 a valvola a farfalla controllata elettronicamente può essere resa compatta.
Si deve osservare che la presente invenzione non è limitata alla forma di realizzazione descritta, e possono essere effettuate molte altre modifiche e variazioni senza allontanarsi dall'ambito delle rivendicazioni annesse.

Claims (7)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente che include un albero di valvola supportato da un corpo di farfalla, la valvola a farfalla disposta sull'albero di valvola in modo girevole con questo, un azionatore per controllare la rotazione dell'albero di valvola, ed un meccanismo meccanico di apertura/chiusura di valvola, il meccanismo meccanico di apertura/chiusura di valvola comprendendo: una leva di valvola disposta sull'albero di valvola in modo girevole con questo; una leva a camma supportata in modo girevole rispetto all'albero di valvola, in modo da essere fatta funzionare direttamente attraverso il funzionamento della farfalla; e una leva articolata supportata in modo girevole dal corpo di farfalla, e che trasmette la rotazione della leva a camma nel verso di aprire la valvola a farfalla verso la leva della valvola, in modo da ruotare la leva di valvola e l'albero di valvola nel verso di apertura della valvola a farfalla con predeterminate caratteristiche dell'angolo di rotazione.
  2. 2. Unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente secondo la rivendicazione 1, in cui la leva a camma è dotata da una parte a camma, e la leva articolata è dotata di un punto di fulcro, un punto di potenza ed un punto operativo, in cui il punto di fulcro è supportato in modo girevole sul corpo di farfalla, il punto di potenza è portato a contatto con una parte a camma della leva a camma, ed il punto operativo è posizionato in modo tale che, quando la leva a camma viene ruotata nel verso di apertura della valvola a farfalla, il punto di potenza della leva articolata venga premuto dalla parte a camma 3, perciò, il punto operativo prema la parte dell'ingresso di rotazione della leva di valvola nel verso di apertura della valvola a farfalla.
  3. 3. Unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente secondo la rivendicazione 2, in cui la leva a camma è dotata di una parte di pressione che preme la parte dell'ingresso di rotazione della leva di valvola direttamente mediante la rotazione della leva a camma nel verso di chiusura della valvola a farfalla, facendo perciò ruotare a forza la leva di valvola nel verso di chiusura della valvola a farfalla.
  4. 4. Unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente secondo la rivendicazione 3, in cui la parte dell'ingresso di rotazione della leva di valvola è posizionata tra la parte di pressione della leva a camma e il punto operativo della leva articolata, e, durante il funzionamento della valvola a farfalla che deve essere aperta e chiusa da attraverso 1'azionatore, l'azionatore controlli l'albero di valvola, in modo tale che la parte d'ingresso di rotazione della leva di valvola sia ruotata senza venire a contatto con la parte di pressione o con il punto operativo.
  5. 5. Unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente secondo la rivendicazione 2, in cui la superficie di contatto nella posizione in cui il punto operativo della leva articolata e la parte dell'ingresso di rotazione della leva articolata cominciano ad essere a contatto l'uno con l'altro si intersechi con una linea dritta che collega il centro del punto di fulcro con il centro dell'albero di valvola, come osservato nella direzione assiale dell'albero di valvola.
  6. 6. Unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente secondo la rivendicazione 1, in cui il meccanismo meccanico di apertura/chiusura di valvola comprende inoltre una molla di ritorno per premere la leva di valvola nella direzione di chiusura della valvola a farfalla rispetto alla leva a camma, la molla di ritorno essendo prevista tra la leva a camma e la leva di valvola, ed essendo formata in modo da generare una forza di pressione nella direzione di chiusura della valvola a farfalla, soltanto quando la leva di valvola e la leva a camma sono posizionate in vicinanza della posizione di chiusura della valvola a farfalla.
  7. 7. Unità a valvola a farfalla controllata elettronicamente secondo la rivendicazione 1, in cui un albero di puleggia di farfalla, parallelo all'albero di valvola, è supportato dal corpo di farfalla, e la puleggia di farfalla, che viene ruotata attraverso il funzionamento della farfalla, è disposta sull'albero di puleggia di farfalla in modo girevole con questo, la puleggia di farfalla essendo collegata con la leva a camma mediante un elemento di collegamento.
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