用于E-相位器的离轴负载的消隙行星传动机构制造技术

动态地调整内燃机的凸轮轴相对于发动机曲轴的旋转关系的电动相位器包括电动机和行星传动机构。在一些实施例中，行星传动机构包括太阳齿轮、行星齿轮、由发动机曲轴驱动的链轮环形齿轮、与凸轮轴一起旋转的凸轮轴环形齿轮、行星架、杠杆臂和载荷产生器。杠杆臂可旋转地附接至至少一个行星齿轮并且在行星架上定位成与太阳轴线离轴的枢轴点处可枢转地附接至行星架。载荷产生器联接至行星架并且将扭转载荷施加至杠杆臂以减少在开环行星齿轮传动机构中的齿隙。凸轮轴环形齿轮齿和链轮环形齿轮齿的数量之间的差为行星齿轮数量的倍数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电动相位器(e-相位器)的领域。更特别地，本专利技术属于具有消隙行星传动机构的电动相位器。
技术介绍
在闭环动力传输系统中，可变凸轮正时(VCT)是相对于其操作地连接到的曲轴来测量凸轮轴的角位移或相位角，然后通过改变相位角以便响应对于动力增加或减小的需求来调整各个发动机特性的系统。通常，存在有其中此类发动机特性的理想值是对照它们现有值来进行测量并且响应于任何变化在发动机内部实现改变的反馈回路。为实现这一点，现代汽车通常具有一个或多个电子控制单元(ECU)，其不断地分析从发动机的不同零部件或从汽车的其他零部件输送给它们的数据，这些零部件例如排气传感器、压力传感器和温度传感器。然后，响应于这些数据，发出控制信号。例如，就VCT系统而言，当发动机或外界条件发生改变时，相应地调整凸轮轴与曲轴之间的角位移。VCT系统包括凸轮定相控制装置(有时被称为相位器)并且可包括控制阀、控制阀致动器和控制电路。VCT是指当有需要时控制和改变传动轴与一个或多个控制发动机的进气阀和排气阀的凸轮轴之间的角关系(“相位”)的过程。电动相位器(e-相位器)由电动机驱动来控制和改变传动轴与一个或多个凸轮轴之间的角关系。响应于输入信号，电动相位器将凸轮轴调整到提前或延迟发动机正时。Choi等人的于2007年8月2日公布的标题为“用于汽车的可变传动比转向设备(Variable Gear Ratio Steering Apparatus for Automobiles)”的美国专利申请公布号2007/0179011公开了可变传动比转向设备，其包括连接至
方向盘的输入轴、与输入轴同轴形成的且同时包围输入轴的太阳齿轮、与太阳齿轮进行外啮合的第一对行星齿轮、与太阳齿轮进行外啮合的第二对行星齿轮、联接至输入轴同时将第一对行星齿轮连接起来的第一行星架、适于相对于输入轴旋转且同时将第二对行星齿轮连接起来的第二行星架、与第一对行星齿轮和第二对行星齿轮进行内啮合的环形齿轮以及连接至环形齿轮的输入轴。第二行星架插入到第一行星架中，同时由压缩装置支撑，以便第二行星架可相对于输入轴旋转以减少齿隙。Showalter的于2014年6月19日公布的标题为“开环齿轮行星式凸轮相位器(Split Ring Gear Planetary Cam Phaser)“的专利WO2014/092963公开了一种用于动态地调整内燃发动机的凸轮轴相对于发动机曲轴的旋转关系的凸轮相位器。凸轮相位器可以包括具有开环齿轮的行星齿轮系统，开环齿轮包括通过无限循环动力传输构件由发动机曲轴驱动的链轮环形齿轮以及可连接用于与凸轮轴旋转的凸轮轴环形齿轮。太阳齿轮可布置成与开环齿轮同心，并且多个行星齿轮可啮合接合在太阳齿轮与开环齿轮之间。凸轮轴环形齿轮可具有不同数量的齿，其以对应于行星齿轮数量的倍数的值大于或小于链轮环形齿轮，从而使每一个行星齿轮在接合位置处齿对齐。
技术实现思路
动态地调整内燃发动机的凸轮轴相对于发动机曲轴的旋转关系的电动相位器包括电动机和行星传动机构。在一些实施例中，行星传动机构包括太阳齿轮、行星齿轮、由发动机曲轴驱动的链轮环形齿轮、与凸轮轴一起旋转的凸轮轴环形齿轮、行星架、杠杆臂和载荷产生器。杠杆臂可旋转地附接至至少一个行星齿轮并且在行星架上定位成与太阳轴线离轴的枢轴点处可枢转地附接至行星架。载荷产生器联接至行星架并且将扭转载荷施加至杠杆臂以减少在开环行星齿轮传动机构中的齿隙。凸轮轴环形齿轮齿和链轮环形齿轮齿的数量之间的差为行星齿轮数量的倍数。在一些实施例中，行星传动机构为开环行星传动机构，其包括太阳齿轮、多个行星齿轮、链轮环形齿轮、凸轮轴环形齿轮、行星架、杠杆臂和
载荷产生器。太阳齿轮由电动机驱动来绕太阳轴线旋转，并且包括多个太阳齿轮齿。行星齿轮设置在太阳齿轮的周围，而且每个行星齿轮包括多个保持行星齿轮与太阳齿轮啮合接合的行星齿。链轮环形齿轮由发动机曲轴驱动，并且包括多个保持链轮环形齿轮与行星齿轮啮合接合的链轮环形齿轮齿。凸轮轴环形齿轮可与凸轮轴一起旋转，并且包括多个保持凸轮轴环形齿轮与行星齿轮啮合接合的凸轮轴环形齿轮齿。行星架可绕着太阳轴线旋转，并且可旋转地容纳多个行星齿轮中的至少一个第一行星齿轮。杠杆臂可旋转地附接至多个行星齿轮中的至少一个第二行星齿轮，并且在行星架上定位成与太阳轴线离轴的枢轴点处可枢转地附接至行星架。载荷产生器联接至行星架并且将扭转载荷施加至杠杆臂以减少在开环行星齿轮传动机构中的齿隙。凸轮轴环形齿轮齿和链轮环形齿轮齿的数量之间的差为行星齿轮数量的倍数，从而在行星齿轮中的每一个的接合位置处提供齿对齐。在一些实施例中，行星传动机构为固定太阳行星传动机构，其包括太阳齿轮、多个行星齿轮、环形齿轮、行星架、杠杆臂和载荷产生器。太阳齿轮由电动机驱动来绕太阳轴线旋转，并且包括多个太阳齿轮齿。行星齿轮设置在太阳齿轮的周围，而且每个行星齿轮包括多个保持行星齿轮与太阳齿轮啮合接合的行星齿。环形齿轮由发动机曲轴驱动，并且包括多个保持环形齿轮与行星齿轮啮合接合的环形齿轮齿。行星架可绕着太阳轴线旋转，可旋转地容纳多个行星齿轮中的至少一个第一行星齿轮，并且联接来与凸轮轴一起旋转。杠杆臂可旋转地附接至多个行星齿轮中的至少一个第二行星齿轮，并且在行星架上定位成与太阳轴线离轴的枢轴点处可枢转地附接至行星架。载荷产生器联接至行星架并且将扭转载荷施加至杠杆臂以减少在固定太阳行星传动机构中的齿隙。在一些实施例中，一种减少电动相位器中的齿隙以动态地调整内燃发动机的凸轮轴相对于发动机曲轴的旋转关系的方法包括：经由联接至行星架的载荷产生器，将扭转载荷施加至可旋转地附接至多个行星齿轮中的至少一个第二行星齿轮上且在行星架上定位成与太阳轴线离轴的枢轴点处可枢转地附接至行星架的杠杆臂，以减少在行星传动机构中的齿隙。附图说明图1示出了本专利技术的一个实施例中的行星传动系统的示意性主视图。图2示出了电动相位器的示意图，其包括沿线2-2的图1的行星传动系统的示意性截面图。图3示出了本专利技术的一个实施例中的另一行星传动系统的示意性主视图。图4示出了本专利技术的一个实施例中具有链条张紧器式消隙机构的行星传动系统的示意性主视图。图5示出了本专利技术的一个实施例中具有四个行星的行星传动系统的示意性主视图。图6示出了本专利技术的一个固定太阳实施例中行星传动系统的示意性主视图。图7示出了电动相位器的示意图，其包括沿线7-7的图6的行星传动系统的示意性截面图。具体实施方式电动相位器动态地调整内燃发动机的凸轮轴相对于发动机曲轴的旋转关系。电动相位器包括由电动机驱动的行星传动系统。该行星传动系统优选地为开环行星传动系统，该开环行星传动系统具有由发动机曲轴驱动的链轮环形齿轮以及与太阳齿轮同心并且连接至凸轮轴的凸轮轴环形齿轮。该行星传动系统还包括位于中央的太阳齿轮，多个与太阳齿轮接合的行星齿轮以及连接至行星齿轮中的至少两个行星齿轮的至少一个行星架。至少两个行星齿轮彼此相对负载，以减小行星传动系统中的齿隙。电动机优选地为无刷直流电动机。虽然通过使用高精度研磨齿轮可以显著地减小齿隙以及噪声、振动与声振粗糙度(NVH)，但是，这往往会使齿轮的制造变得异常昂贵。在此
采用齿轮负载来借助制造成本更便宜且精度更低的齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于动态地调整内燃发动机的凸轮轴相对于发动机曲轴的旋转关系的电动相位器，所述电动相位器包括：电动机；以及行星传动机构，其包括：由所述电动机驱动来围绕太阳轴线旋转的太阳齿轮，所述太阳齿轮包括多个太阳齿轮齿；围绕所述太阳齿轮布置的多个行星齿轮，每一个行星齿轮包括维持所述行星齿轮与所述太阳齿轮啮合接合的多个行星齿；至少一个环形齿轮，所述至少一个环形齿轮包括维持所述环形齿轮与所述行星齿轮啮合接合的多个环形齿轮齿；行星架，所述行星架可围绕所述太阳轴线旋转并且可旋转地容纳所述多个行星齿轮中的至少一个第一行星齿轮；杠杆臂，所述杠杆臂可旋转地附接至所述多个行星齿轮中的至少一个第二行星齿轮并且在所述行星架上定位成与所述太阳轴线离轴的枢转点处可枢转地附接到所述行星架；以及载荷产生器，所述载荷产生器联接至所述行星架并且将扭矩载荷施加至所述杠杆臂以减小所述行星传动机构中的齿隙。

【技术特征摘要】
2015.05.05 US 62/1569851.一种用于动态地调整内燃发动机的凸轮轴相对于发动机曲轴的旋转关系的电动相位器，所述电动相位器包括：电动机；以及行星传动机构，其包括：由所述电动机驱动来围绕太阳轴线旋转的太阳齿轮，所述太阳齿轮包括多个太阳齿轮齿；围绕所述太阳齿轮布置的多个行星齿轮，每一个行星齿轮包括维持所述行星齿轮与所述太阳齿轮啮合接合的多个行星齿；至少一个环形齿轮，所述至少一个环形齿轮包括维持所述环形齿轮与所述行星齿轮啮合接合的多个环形齿轮齿；行星架，所述行星架可围绕所述太阳轴线旋转并且可旋转地容纳所述多个行星齿轮中的至少一个第一行星齿轮；杠杆臂，所述杠杆臂可旋转地附接至所述多个行星齿轮中的至少一个第二行星齿轮并且在所述行星架上定位成与所述太阳轴线离轴的枢转点处可枢转地附接到所述行星架；以及载荷产生器，所述载荷产生器联接至所述行星架并且将扭矩载荷施加至所述杠杆臂以减小所述行星传动机构中的齿隙。2.根据权利要求1所述的电动相位器，其中，所述行星传动机构为开环行星传动机构且所述至少一个环形齿轮包括：由所述发动机曲轴驱动的链轮环形齿轮，所述链轮环形齿轮包括维持所述链轮环形齿轮与所述行星齿轮啮合接合的多个链轮环形齿轮齿；以及可与所述凸轮轴一起旋转的凸轮轴环形齿轮，所述凸轮轴环形齿轮包括维持所述凸轮轴环形齿轮与所述行星齿轮啮合接合的多个凸轮轴环形齿轮齿；其中，所述凸轮轴环形齿轮齿的数量与所述链轮环形齿轮齿的数量之间的差是所述行星齿轮的数量的倍数，从而使每一个所述行星齿轮在接合位置处齿对齐。3.根据权利要求1所述的电动相位器，其中，所述多个行星齿轮包括三个行星齿轮。4.根据权利要求1所述的电动相位器，其中，所述多个行星齿轮包括四个行星齿轮。5.根据权利要求1所述的电动相位器，其中，所述载荷产生器是螺旋弹簧。6.根据权利要求1所述的电动相位器，其中，所述载荷产生器将以液压方式产生的力作为所述扭转载荷施加到所述杠杆臂。7.根据权利要求1所述的电动相位器，其中，所述载荷产生器将以电磁方式产生的力作为所述扭转载荷施加到所述杠杆臂。8.根据权利要求1所述的电动相位器，其中，所述载荷产生器将所述扭转载荷施加至所述杠杆臂的第一端，其中，所述枢轴点位于所述杠...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·麦克乐，M·克洛斯，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国;US