技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電可變凸輪正時致動器或“相位器”(電相位器)的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有消隙行星驅(qū)動的電相位器。

相關(guān)技術(shù)說明

一種可變凸輪正時(VCT)系統(tǒng)測量凸輪軸相對于曲軸的角位移、或相位角，它被可操作地連接至該曲軸然后通過改變該相位角以便響應(yīng)于動力增加或減小的需求來調(diào)整不同的發(fā)動機特性。通常，存在一種反饋回路，在其中這些發(fā)動機特性的期望的值是對照它們現(xiàn)有的值來進行測量，并且響應(yīng)于任何變化在該發(fā)動機內(nèi)部實現(xiàn)改變。為了實現(xiàn)這一點，現(xiàn)代汽車通常具有一個或多個電子控制單元(ECU)，該單元不斷地分析輸送給它們的來自發(fā)動機的不同零件或來自汽車的其它零件(諸如，舉例而言，排氣傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器)的數(shù)據(jù)。然后響應(yīng)于這些數(shù)據(jù)發(fā)出控制信號。例如，關(guān)于VCT系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)動機或外部條件發(fā)生改變時，凸輪軸和曲軸之間的角位移相應(yīng)地被調(diào)整。

VCT系統(tǒng)包括凸輪相位控制裝置(有時被稱為相位器)、控制閥、控制閥致動器和控制電路。VCT是指當(dāng)期望時，控制并改變驅(qū)動軸和一個或多個凸輪軸之間的角度關(guān)系(“相位”)的過程，該一個或多個凸輪軸控制發(fā)動機的進氣閥和排氣閥。汽車凸輪軸相位器技術(shù)的當(dāng)前狀況為油壓致動(OPA)凸輪相位器或凸輪扭矩致動(CTA)凸輪相位器，其中后者具有某些先進的特征，諸如，低油壓快速操作和中間位置鎖定特性。

很多汽車公司現(xiàn)在正致力于研發(fā)用于凸輪軸的電相位器(e-phaser)以在發(fā)動機起動之前或在發(fā)動機起動過程中提高致動速度和權(quán)限及操作范圍。電相位器由電動機驅(qū)動以控制并改變驅(qū)動軸和一個或多個凸輪軸之間的角度關(guān)系。響應(yīng)于輸入信號，電相位器調(diào)整凸輪軸以提前或延遲發(fā)動機正時。

這些系統(tǒng)具有高比率齒輪系以借助于以凸輪速度旋轉(zhuǎn)的電動機相對于曲軸定相凸輪軸。當(dāng)電動機旋轉(zhuǎn)地比凸輪軸快時，相位器在一個方向上相對于曲軸定相凸輪軸，且當(dāng)電動機速度減慢時，凸輪軸-曲軸相位在相反的方向上移動。這些高比率齒輪系包括擺線式齒輪系、諧波齒輪系或一些其它類型的高比率周轉(zhuǎn)齒輪系。

在2007年8月28日授予Berger的標(biāo)題為“用于減少行星齒輪組中齒隙的系統(tǒng)和方法(System and Method for Reducing Backlash in a Planetary Gear Set)”的美國專利第7,261,667號公開了一種具有行星架的行星齒輪組，該行星架包括第一部分，該第一部分支撐至少一個正向扭矩承載行星齒輪，其至少一個齒接觸相關(guān)聯(lián)恒星齒輪和環(huán)齒輪的齒輪齒的驅(qū)動側(cè)，以及第二部分，該第二部分支撐至少一個反向扭矩承載齒輪，其至少一個齒接觸相關(guān)聯(lián)恒星齒輪和環(huán)齒輪的齒輪齒的非工作側(cè)。該架的第二部分相對于第一部分旋轉(zhuǎn)地偏置，以減少或消除齒輪組的有效齒隙。

在2012年11月20日授予Schafer的標(biāo)題為“具有由平行于行星旋轉(zhuǎn)軸線布置的彈簧桿預(yù)加載的分離式行星齒輪的無齒隙行星齒輪單元(Backlash-free Planetary Gear Unit with Split Planet Gears,which are Preloaded by Spring Bars Arranged Parallel to the Planetary Axis of Rotation)”的美國第8,313,411號專利公開了一種行星齒輪單元，其包括恒星齒輪、內(nèi)齒輪和與恒星齒輪和內(nèi)齒輪嚙合的至少一個行星齒輪。行星齒輪布置在行星架上使得其可繞行星旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。帶齒的行星齒輪具有垂直于行星旋轉(zhuǎn)軸線定向的分離面，借助于該分離面，行星齒輪被分為第一行星副齒輪和第二行星副齒輪。第一行星副齒輪通過基本平行于行星旋轉(zhuǎn)軸線布置在這兩個行星副齒輪中的彈簧桿相對于第二行星副齒輪被預(yù)加載。多個彈簧桿布置在行星旋轉(zhuǎn)軸線周圍。

標(biāo)題為“分離式環(huán)齒輪行星凸輪相位器(Split Ring Gear Planetary Cam Phaser)”且在2014年6月19日公開的Showalter的WO 2014/092963公開了一種用于動態(tài)地調(diào)整內(nèi)燃機的凸輪軸相對于發(fā)動機曲軸的旋轉(zhuǎn)關(guān)系的凸輪相位器。該凸輪相位器可包括行星齒輪系統(tǒng)，其具有分離式環(huán)齒輪，包括通過環(huán)形回路動力傳輸構(gòu)件由發(fā)動機曲軸驅(qū)動的鏈輪環(huán)齒輪以及可連接以與凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)的凸輪軸環(huán)齒輪。恒星齒輪可與分離式環(huán)齒輪同心地定位，且多個行星齒輪可在恒星齒輪和分離式環(huán)齒輪之間嚙合接合。凸輪軸環(huán)齒輪可具有與鏈輪環(huán)齒輪不同數(shù)目的齒(多于或少于)，其差值對應(yīng)于多個行星齒輪的數(shù)目的倍數(shù)，以在每個行星齒輪的接合位置處使齒對準(zhǔn)。

上述參考文獻在此引入作為本文的參考。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

電相位器的分離式環(huán)行星驅(qū)動包括至少一個行星齒輪調(diào)整器和至少一個負(fù)載產(chǎn)生器。負(fù)載產(chǎn)生器偏置行星齒輪調(diào)整器，使得該行星齒輪調(diào)整器在低轉(zhuǎn)速下將力施加于行星齒輪以減少行星齒輪和環(huán)齒輪之間的齒隙。隨著轉(zhuǎn)速的增加，行星齒輪調(diào)整器累積的慣性產(chǎn)生與負(fù)載產(chǎn)生器的力對立的增大的力，促使行星齒輪調(diào)整器移動至少一個行星齒輪到至少一個行星齒輪不再減少齒隙的位置。在一些實施例中，行星齒輪調(diào)整器包括偏心銷和延伸臂。在其它實施例中，行星齒輪調(diào)整器包括用于一對內(nèi)外行星齒輪的樞軸支撐件。

在一些實施例中，分離式環(huán)行星驅(qū)動包括恒星齒輪、多個行星齒輪、鏈輪環(huán)齒輪、凸輪軸環(huán)齒輪、架、至少一個行星齒輪調(diào)整器以及至少一個負(fù)載產(chǎn)生器。恒星齒輪由電動機驅(qū)動以圍繞恒星軸旋轉(zhuǎn)，并且包括多個恒星齒輪齒。行星齒輪圍繞恒星齒輪設(shè)置，其中每個行星齒輪包括多個行星齒輪齒，該行星齒輪齒維持行星齒輪與恒星齒輪嚙合接合。鏈輪環(huán)齒輪由曲軸驅(qū)動并包括多個鏈輪環(huán)齒輪齒，該鏈輪環(huán)齒輪齒維持鏈輪環(huán)齒輪與行星齒輪嚙合接合。凸輪軸環(huán)齒輪可隨著曲軸一起旋轉(zhuǎn)并且包括多個凸輪軸環(huán)齒輪齒，該凸輪軸環(huán)齒輪齒維持凸輪軸環(huán)齒輪與行星齒輪嚙合接合。架 圍繞恒星軸旋轉(zhuǎn)并且可旋轉(zhuǎn)地接收行星齒輪。行星齒輪調(diào)整器包括偏心銷、一對銷延伸部、和延伸臂。偏心銷具有圓柱形狀，并穿過多個行星齒輪的第一行星齒輪的中心延伸。一對銷延伸部從偏心銷的頂部和底部延伸出，并具有相對于偏心銷的外圓柱表面的中心偏離中心的圓周表面。銷延伸部可旋轉(zhuǎn)地安裝在架中，使得行星齒輪調(diào)整器相對于架是可旋轉(zhuǎn)的，且相對于第一行星齒輪也是可旋轉(zhuǎn)的。延伸臂從偏心銷延伸出來。負(fù)載產(chǎn)生器聯(lián)接至架上并且將扭矩負(fù)載施加至延伸臂上，以在架的低轉(zhuǎn)速下將行星齒輪調(diào)整器維持在第一位置上，使得偏心銷將第一行星齒輪推向鏈輪環(huán)齒輪和凸輪軸環(huán)齒輪，以減少在分離式環(huán)行星驅(qū)動中第一行星齒輪和凸輪軸環(huán)齒輪之間以及第一行星齒輪和鏈輪環(huán)齒輪之間的齒隙。凸輪軸環(huán)齒輪齒數(shù)與鏈輪環(huán)齒輪齒數(shù)之間的差是行星齒輪數(shù)的倍數(shù)，以在每個行星齒輪的接合位置處使齒對準(zhǔn)。

在一些實施例中，行星齒輪包括多個內(nèi)側(cè)行星齒輪和多個外側(cè)行星齒輪，并且行星齒輪調(diào)整器包括樞軸支撐件。內(nèi)側(cè)行星齒輪圍繞恒星齒輪設(shè)置并包括多個內(nèi)側(cè)行星齒輪齒，該內(nèi)側(cè)行星齒輪齒維持內(nèi)側(cè)行星齒輪與恒星輪嚙合接合。外側(cè)行星齒輪各包括多個外側(cè)行星齒輪齒，該外側(cè)行星齒輪齒維持外側(cè)行星齒輪與多個內(nèi)側(cè)行星齒輪、鏈輪環(huán)齒輪、和凸輪軸環(huán)齒輪中的一者相嚙合接合。樞軸支撐件將多個內(nèi)側(cè)行星齒輪的第一內(nèi)側(cè)行星齒輪聯(lián)接至多個外側(cè)行星齒輪的第一外側(cè)行星齒輪。樞軸支撐件可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至架以相對于該架旋轉(zhuǎn)。負(fù)載產(chǎn)生器聯(lián)接至架上并且將扭矩負(fù)載施加至樞軸支撐件，以在架的低轉(zhuǎn)速下將行星齒輪調(diào)整器維持在第一位置上，使得樞軸支撐件將第一內(nèi)側(cè)行星齒輪推向恒星齒輪且將第一外側(cè)行星齒輪推向鏈輪環(huán)齒輪和凸輪軸環(huán)齒輪，以減少在分離式環(huán)行星驅(qū)動中第一內(nèi)側(cè)行星齒輪和恒星齒輪之間、第一外側(cè)行星齒輪和凸輪軸環(huán)齒輪之間、以及第一外側(cè)行星齒輪和鏈輪環(huán)齒輪之間的齒隙。

在一些實施例中，在用于動態(tài)地調(diào)整凸輪軸相對于內(nèi)燃機的曲軸的旋轉(zhuǎn)關(guān)系的電相位器中控制齒隙的方法包括通過聯(lián)接至架的負(fù)載產(chǎn)生器將扭矩負(fù)載施加至延伸臂，使得負(fù)載產(chǎn)生器在架的低轉(zhuǎn)速下將延伸臂維持在第一位置上。

在一些實施例中，電相位器可由行星齒輪減速器或調(diào)整器組成。行星齒輪減速器包括：可與多個行星齒輪一起旋轉(zhuǎn)并通過銷連接至行星齒輪的行星架、可與第二軸一起旋轉(zhuǎn)的第二環(huán)齒輪，其中第二環(huán)齒輪包括維持第二環(huán)齒輪與每一行星齒輪的行星齒輪齒之間的嚙合接合的多個第二環(huán)齒輪齒；可與第一軸一起旋轉(zhuǎn)的第一環(huán)齒輪，其中第一環(huán)齒輪包括維持第一環(huán)齒輪與每一行星齒輪的行星齒輪齒之間的嚙合接合的多個第一環(huán)齒輪齒；具有第一端、第二端和扭矩的彈簧，其中彈簧的第一端連接至行星架上，彈簧的第二端連接至第一環(huán)齒輪上，以在第一方向上驅(qū)動行星架；以及與行星架相接觸以將扭矩施加至行星架上的電子制動器。在制動器的扭矩小于彈簧的扭矩時，彈簧在第一方向上旋轉(zhuǎn)行星架，其旋轉(zhuǎn)行星架的速度不同于第一和第二環(huán)齒輪的速度，從而導(dǎo)致第一環(huán)齒輪的速度不同于第二環(huán)齒輪的速度，這在第一方向上引起了凸輪相移函數(shù)。在制動器的扭矩大于彈簧的扭矩時，制動器使得行星架的拖曳和旋轉(zhuǎn)速度不同于第一和第二環(huán)齒輪的速度，從而導(dǎo)致第一環(huán)齒輪的速度不同于第二環(huán)齒輪的速度，這在第二方向上導(dǎo)致了凸輪相移函數(shù)。

具有制動器的行星齒輪減速器可進一步包括偏心銷、一對銷延伸部和延伸臂。偏心銷具有圓柱形形狀，并延伸穿過多個行星齒輪的第一行星齒輪的中心。一對銷延伸部從偏心銷的頂部和底部延伸出，并具有相對于偏心銷的外圓柱表面的中心偏離中心的圓周表面。銷延伸部可旋轉(zhuǎn)地安裝在行星架中，使得行星齒輪調(diào)整器或減速器相對于行星架和第一行星齒輪是可旋轉(zhuǎn)的。延伸臂從偏心銷延伸出來。負(fù)載產(chǎn)生器連接至行星架上，并將扭矩負(fù)載施加至延伸臂上，以在行星架的低轉(zhuǎn)速的情況下將行星齒輪減速器維持在第一位置上，使得偏心銷將第一行星齒輪推向鏈輪環(huán)齒輪和凸輪軸環(huán)齒輪，以減少第一行星齒輪與凸輪軸環(huán)齒輪以及第一行星齒輪與鏈輪環(huán)齒輪之間的齒隙。凸輪軸環(huán)齒輪齒數(shù)與鏈輪環(huán)齒輪齒數(shù)之間的差為行星齒輪數(shù)的倍數(shù)，以在每一行星齒輪的接合位置處使齒對準(zhǔn)。

附圖說明

圖1是示出了具有單個行星齒輪調(diào)整器的行星驅(qū)動系統(tǒng)的示意性前視 圖。

圖2是示出了包括圖1的行星驅(qū)動系統(tǒng)沿著線2-2的示意性截面圖的電相位器的示意圖。

圖3是示出了帶有具有替換形狀并處于收縮位置中的延伸臂的圖1的行星驅(qū)動系統(tǒng)的行星架和行星齒輪的透視圖。

圖4是示出了圖3的行星架、行星齒輪和行星齒輪調(diào)整器的透視圖，其中延伸臂處于伸展位置中。

圖5是示出了圖1的行星驅(qū)動系統(tǒng)的行星齒輪調(diào)整器的示意性透視圖。

圖6是示出了圖5的行星齒輪調(diào)整器的示意性俯視圖。

圖7是示出了在各行星齒輪上都具有行星齒輪調(diào)整器的行星驅(qū)動系統(tǒng)的示意性前視圖。

圖8是示出了具有成對的行星齒輪的行星驅(qū)動系統(tǒng)的一部分的示意性前視圖。

圖9是示出了具有電制動器的相位器的示意性透視圖。

圖10是示出了具有電制動器的相位器的分解透視圖。

圖11是示出了說明鏈輪殼體、環(huán)齒輪和形成作為可旋轉(zhuǎn)組件并與蓋板相接合以在鏈輪殼體內(nèi)支撐行星齒輪組件的相位器鏈輪的電凸輪相位器的分解透視圖。

圖12a是示出了說明鏈輪殼體和單獨從環(huán)齒輪、用于在鏈輪殼體內(nèi)支撐行星齒輪組件的蓋板和用于連接至恒星齒輪上的適配器中形成的相位器鏈輪的電凸輪相位器的剖視圖。

圖12b是示出了圖12a所示的、描繪連接在凸輪軸與適配器之間的相位器組件的電凸輪相位器的平面圖。

具體實施方式

在一個實施例中，分離式環(huán)齒輪系安裝在凸輪軸上且當(dāng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)時遭受凸輪軸的扭轉(zhuǎn)。扭矩路徑從一個環(huán)齒輪到行星齒輪和到其它環(huán)齒輪。由于振蕩扭矩，當(dāng)輸入扭矩來回振蕩時，這些齒輪系會具有噪聲問題，造成兩個環(huán)齒輪在行星齒輪上的加載和卸載。傳統(tǒng)的用來減輕噪聲問題的解決方案是制造非常精確的齒輪以及減小架的中心距離，以使得能夠極大地減小環(huán)齒輪到行星齒輪的齒隙。這就意味著環(huán)齒輪的圓度必須保持非常嚴(yán)密，否則會發(fā)生結(jié)合。該方法會是昂貴的，因為這種精確齒輪和選擇配合部件的成本會使得組件成本非常昂貴。

本文所描述的一個用于減小齒隙的優(yōu)選的解決方案為將至少一個架銷制作為偏心的，以使得它可與延伸臂一起旋轉(zhuǎn)，以將行星齒輪中的一個行星齒輪推動進入環(huán)齒輪。在一些實施例中，物理止擋件限制了延伸臂的旋轉(zhuǎn)或向外移動，以防止延伸臂接觸任何一個環(huán)齒輪。該物理止擋件優(yōu)選地從架延伸。這樣設(shè)計，銷可能被配置成用于與延伸臂一起旋轉(zhuǎn)，該延伸臂在其端部具有彈簧且連接至架。彈簧迫使行星齒輪向外朝向環(huán)齒輪且減小與振蕩扭矩相關(guān)聯(lián)的齒隙噪聲。

在許多應(yīng)用中，由于齒隙的NYH(噪聲-振動-聲振粗糙度)僅僅是低速下的問題。由于較高速下齒隙而產(chǎn)生的相位器的噪聲可被其它閥機構(gòu)噪聲淹沒，因此，在較高速下，齒隙可能增加且對整體的噪聲水平?jīng)]有負(fù)面影響。在較高速下，可以移除力來減小摩擦損失，由于在高速下性能更是問題，因為需要更高的發(fā)動機速度。在測試中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)動機以2000RPM運行時，相位器的NVH不再是一個問題。減小的向外力降低了行星齒輪到環(huán)齒輪的摩擦阻力，且因而增加了在具有將行星齒輪偏置于環(huán)齒輪的固定力的系統(tǒng)上的致動速度。在一些實施例中，系統(tǒng)還允許減小維持在架上的銷的位置公差，且提供了更低成本的解決方案。

在一些實施例中，質(zhì)量塊被用來對抗負(fù)載，其將迫使齒輪進入網(wǎng)格。延伸臂優(yōu)選地設(shè)計成在其端部具有質(zhì)量塊，以使得當(dāng)相位器的速度增加時，延伸臂的慣性漸增地阻止了負(fù)載產(chǎn)生器，其減小了行星齒輪在環(huán)齒輪上的向外力。在低旋轉(zhuǎn)速度時，偏置力將延伸臂保持為更靠近于旋轉(zhuǎn)軸，銷將力施加在行星齒輪上的位置朝向與環(huán)齒輪的接合處，以減少行星齒輪 與環(huán)齒輪之間的齒隙。和傳統(tǒng)的行星驅(qū)動銷被支撐不能相對于架轉(zhuǎn)動所不同的是，這些實施例中的銷并不被支撐，以使得其能夠相對于架轉(zhuǎn)動。隨著速度的增加，延伸臂上的負(fù)荷對抗負(fù)載產(chǎn)生器工作，以將延伸臂進一步遠(yuǎn)離架的旋轉(zhuǎn)軸延伸，其造成銷旋轉(zhuǎn)，且由于銷的偏心，位于行星齒輪上的銷作用力將被減小。在一些實施例中，可以使用滾筒軸承來減小銷相對于架的轉(zhuǎn)動摩擦。彈簧和質(zhì)量塊優(yōu)選地被設(shè)計，以使得它們在旋轉(zhuǎn)速度的相關(guān)運行范圍內(nèi)彼此協(xié)同地工作。

在一些實施例中，低旋轉(zhuǎn)速度是低于預(yù)定發(fā)動機速度的發(fā)動機速度，且高旋轉(zhuǎn)速度是等于或大于預(yù)定發(fā)動機速度的發(fā)動機速度。在這樣的實施例中，預(yù)定的發(fā)動機速度對應(yīng)于發(fā)動機速度，在該發(fā)動機速度下，延伸臂具有足夠的慣性來阻止彈簧且到達一點，在該點處，行星驅(qū)動調(diào)整器不再將行星齒輪向外朝向環(huán)齒輪移動以減少齒隙。為了增強效率，預(yù)定的發(fā)動機速度優(yōu)選地為等于或低于車輛巡航速度的發(fā)動機速度，以使得在車輛的巡航速度下，行星驅(qū)動調(diào)整器并不會去調(diào)節(jié)行星齒輪。預(yù)定的發(fā)動機速度在車輛與車輛之間或系統(tǒng)與系統(tǒng)之間可以變化，但典型的值為1500RPM。

在一些實施例中，架被引導(dǎo)，且每個行星齒輪包括負(fù)載延伸臂，以減少行星齒輪與環(huán)齒輪之間的齒隙。

在其它實施例中，架不被引導(dǎo)，且位于一個行星齒輪上的單個負(fù)載延伸臂使得該行星齒輪朝向環(huán)齒輪偏置，且通過架使得剩下的行星齒輪朝向環(huán)齒輪偏置。

在本發(fā)明的精神之內(nèi)，延伸臂的加載可以位于軸上或偏離軸。

本文描述的用于減少齒隙的備選優(yōu)選解決方案是使用成對的行星齒輪，其中行星齒輪被加載彈簧來接合恒星和環(huán)齒輪，并減少行星齒輪與恒星以及行星齒輪與環(huán)齒輪之間的任何齒隙。內(nèi)行星齒輪與恒星齒輪相接合。外行星齒輪接合內(nèi)行星齒輪和環(huán)齒輪。樞軸支撐件將內(nèi)行星齒輪聯(lián)接至外行星齒輪上，并將成對的行星齒輪聯(lián)接至架上。連接至內(nèi)行星齒輪或外行星齒輪上的彈簧或彈簧和阻尼器可旋轉(zhuǎn)地偏置這兩個行星齒輪來減少行星齒輪與恒星之間以及行星齒輪與環(huán)齒輪之間的齒隙。

由于該成對的行星齒輪反轉(zhuǎn)了傳動裝置相對于單個行星齒輪的旋轉(zhuǎn)方向，因而在該實施例中，所有的行星齒輪都是成對的行星齒輪。

在一些實施例中，連接至樞軸支撐件上的質(zhì)量塊的功能與前面的實施例中的延伸臂上的質(zhì)量塊相似。行星齒輪對中的一個、一個以上或全部都可各自具有在本發(fā)明的精神范圍內(nèi)的質(zhì)量塊。在一些實施例中，物理止擋件限制延伸臂的旋轉(zhuǎn)或向外移動，以阻止延伸臂或質(zhì)量塊與環(huán)齒輪中的任一個相接觸。

電相位器動態(tài)地調(diào)整凸輪軸相對于內(nèi)燃機的曲軸的旋轉(zhuǎn)關(guān)系。電相位器包括由電動機驅(qū)動的行星驅(qū)動系統(tǒng)。行星驅(qū)動系統(tǒng)優(yōu)選地為分離式環(huán)行星驅(qū)動系統(tǒng)，其具有由發(fā)動機曲軸驅(qū)動的鏈輪環(huán)齒輪以及與恒星齒輪同心并連接至凸輪軸上的凸輪軸環(huán)齒輪。行星驅(qū)動系統(tǒng)還包括設(shè)置在中心處的恒星齒輪、多個與恒星齒輪相接合的行星齒輪和至少一個連接到行星齒輪的至少兩個的架。行星齒輪中的至少兩個相對于彼此進行加載，以減少行星驅(qū)動系統(tǒng)中的齒隙。電動機優(yōu)選地為無刷DC電動機。

凸輪軸環(huán)齒輪與鏈輪環(huán)齒輪之間具有齒數(shù)差，其可被行星齒輪的數(shù)量整除來在每個行星齒輪的接合位置上使齒對準(zhǔn)。在恒星齒輪以不同于凸輪軸的速度進行旋轉(zhuǎn)時，由于存在著齒數(shù)差，因而凸輪軸環(huán)齒輪會以稍微不同于鏈輪環(huán)齒輪的速度進行移動。在優(yōu)選實施例中，行星驅(qū)動系統(tǒng)具有三個行星齒輪，且在凸輪軸環(huán)齒輪與鏈輪環(huán)齒輪之間具有三個齒數(shù)差，以最大化環(huán)齒輪之間的相位分辨率。

在一些實施例中，電動機連接至恒星齒輪上，以相對于行星齒輪驅(qū)動恒星齒輪。在電動機旋轉(zhuǎn)恒星齒輪的速度與凸輪軸環(huán)齒輪相同時，曲軸與凸輪軸之間維持有恒定的相位。在這些條件下，行星齒輪組件旋轉(zhuǎn)作為在恒星齒輪與行星齒輪或行星齒輪與環(huán)齒輪之間不具有相對移動的單元。對相對于鏈輪環(huán)齒輪/凸輪軸環(huán)齒輪/凸輪軸的電動機速度進行調(diào)整，得以調(diào)整凸輪軸相對于曲軸的相位。

在一些實施例中，凸輪軸環(huán)齒輪比鏈輪環(huán)齒輪的齒多。在這種實施例中，在電動機旋轉(zhuǎn)恒星齒輪的速度大于凸輪軸的速度時，相位器在前進方向上移動。在電動機旋轉(zhuǎn)恒星齒輪的速度小于凸輪軸的速度時，相位器在 延遲方向上移動。

在其他實施例中，鏈輪環(huán)齒輪比凸輪軸環(huán)齒輪的齒多。在這種實施例中，在電動機旋轉(zhuǎn)恒星齒輪的速度大于凸輪軸的速度時，相位器在延遲方向上移動。在電動機旋轉(zhuǎn)恒星齒輪的速度小于凸輪軸的速度時，相位器在前進方向上移動。

在一些實施例中，單個環(huán)齒輪可設(shè)有由低速電動機驅(qū)動的固定恒星齒輪。

在一些實施例中，電動機為制動器。

鏈輪環(huán)齒輪、凸輪軸環(huán)齒輪、行星齒輪和恒星齒輪以優(yōu)選地具有高數(shù)值齒輪比的行星齒輪驅(qū)動連接的方式進行設(shè)置，以在對電動機的驅(qū)動扭矩要求相對較低的情況下允許進行精確的相位角調(diào)整。鏈輪環(huán)齒輪優(yōu)選地由發(fā)動機曲軸通過鏈輪和環(huán)形回路動力傳輸鏈進行驅(qū)動，凸輪軸環(huán)齒輪優(yōu)選地進行連接來與凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)。

參照圖1，分離式環(huán)齒輪行星驅(qū)動器10包括各自具有行星齒輪齒18、20、22的行星齒輪12、14、16、設(shè)置在中心處的具有恒星齒輪齒26的恒星齒輪24以及包括鏈輪環(huán)齒輪30和凸輪軸環(huán)齒輪32的分離式環(huán)齒輪。具有鏈輪齒的鏈輪54從鏈輪環(huán)齒輪30徑向地向外延伸。環(huán)齒輪30和32具有不同數(shù)量的齒34和36，其中齒數(shù)差是行星齒輪12、14、16的數(shù)量的倍數(shù)。環(huán)齒輪齒34和36具有允許環(huán)齒輪30、32與行星齒輪12、14、16正確地嚙合的輪廓。行星齒輪12、14、16由行星架38維持成與彼此成固定旋轉(zhuǎn)關(guān)系。

負(fù)載產(chǎn)生器44在一端處附接到行星架38并且在另一端處附接到延伸臂42。行星齒輪調(diào)整器包括延伸臂42和偏心銷46。延伸臂42從周圍安裝有第一行星齒輪12的偏心銷46延伸。在一些實施例中，負(fù)載產(chǎn)生器44是拉伸螺旋彈簧。負(fù)載產(chǎn)生器44將偏心銷46的延伸臂42朝架38偏置以借助于在架30的低轉(zhuǎn)速下的偏心銷46在第一行星齒輪12上朝向環(huán)齒輪30、32提供負(fù)載，并且由于銷46的偏心度，減少第一行星齒輪12與環(huán)齒輪30、32之間的齒隙。因為架38沒有被引導(dǎo)，所以架38和其他行星齒 輪14、16裝載在相反方向上以減少其他行星齒輪14、16與環(huán)齒輪30、32之間的齒隙。延伸臂42的遠(yuǎn)端處的質(zhì)量塊48由于慣性而在架的高轉(zhuǎn)速下向負(fù)載產(chǎn)生器44提供相反力。行星齒輪12、14、16和行星架38上由于負(fù)載產(chǎn)生器44和偏心銷46產(chǎn)生的力可能只在徑向方向70上或可能在徑向方向70和圓周方向72這兩者上。

參考圖2，曲軸50穿過帶有曲軸鏈輪齒和正時鏈52的曲軸鏈輪51旋轉(zhuǎn)地接合到穿過帶有鏈輪齒的鏈輪54的鏈輪環(huán)齒輪30，且凸輪軸56旋轉(zhuǎn)地接合到凸輪軸環(huán)齒輪32。電動機58借助于輸出軸60與恒星齒輪24旋轉(zhuǎn)地接合。當(dāng)恒星齒輪24由電動機58以相同于環(huán)齒輪30、32中的任一個的速度繞其軸線62旋轉(zhuǎn)時，因為環(huán)齒輪30、32一致地旋轉(zhuǎn)，所以維持恒定的凸輪相位位置。當(dāng)恒星齒輪24由電動機58以不同于環(huán)齒輪30、32的速度驅(qū)動時，一個環(huán)齒輪與另一個環(huán)齒輪的稍微不同的速度產(chǎn)生凸輪相移函數(shù)。通過這種方式，獲得極高數(shù)值比，且凸輪軸56被定相成從曲軸50與凸輪軸56的公稱旋轉(zhuǎn)關(guān)系相加或減去。

凸輪相位器優(yōu)選地用于動態(tài)地調(diào)整凸輪軸56與發(fā)動機曲軸50的旋轉(zhuǎn)關(guān)系以改進發(fā)動機的燃料效率。傳感器64、65(一個傳感器64在曲軸50上且一個傳感器65在凸輪軸56上)優(yōu)選地用作電動機控制器66的反饋以測量凸輪軸56相對于曲軸50的當(dāng)前位置以確定任何時刻需要何種調(diào)整(如果有的話)來實現(xiàn)最優(yōu)發(fā)動機效率。

圖3示出了在發(fā)動機中以低轉(zhuǎn)速運行的位置處的圖1的架38、行星齒輪12、14、16和行星驅(qū)動系統(tǒng)10的延伸臂82的示意三維透視圖。為了清楚起見，圖3中沒有示出負(fù)載產(chǎn)生器44。圖3中的延伸臂82是在收縮位置中。

隨著架38的轉(zhuǎn)速增加，延伸臂82的端部上的質(zhì)量塊88的慣性產(chǎn)生與負(fù)載產(chǎn)生器44的力相反的增加的力以使延伸臂82遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸移動到諸如圖4中所示的位置。延伸臂82的這種移動將偏心銷86旋轉(zhuǎn)到其中偏心銷86不再施加力于行星齒輪12上的位置以減少行星齒輪12與環(huán)齒輪30、32之間的齒隙。為了清楚起見，圖4中沒有示出負(fù)載產(chǎn)生器44。

圖5和圖6示出了帶有從偏心銷46延伸的延伸臂42的行星齒輪調(diào)整 器40。延伸臂42的遠(yuǎn)端處的質(zhì)量塊48中的孔49允許負(fù)載產(chǎn)生器44附接到延伸臂42。如圖6中最佳地所見，偏心銷46的頂部和底部處的銷延伸部47相對于偏心銷46偏離中心。銷延伸部47安裝到架38上的孔中。由于銷延伸部47相對于偏心銷46偏離中心，當(dāng)延伸臂42移動導(dǎo)致偏心銷46旋轉(zhuǎn)時，偏心銷46的中心和行星齒輪12的中心同時相對于架38移動。偏心度影響行星齒輪12的中心的移動量并且因此影響行星齒輪12與環(huán)齒輪30、32之間的齒隙被減少的程度。

圖7示出了具有引導(dǎo)架138的分離式環(huán)齒輪行星驅(qū)動裝置110。在這個實施例中，負(fù)載產(chǎn)生器44、114、124分別在一端處附接到行星架138并且分別在另一端處附接到延伸臂42、112、122。延伸臂42、112、122分別從周圍安裝有行星齒輪12、14、16的偏心銷46、116、126延伸。在一些實施例中，負(fù)載產(chǎn)生器44、114、124是拉伸螺旋彈簧。負(fù)載產(chǎn)生器44、114、124將銷46、116、126的延伸臂42、112、122朝架138偏置在架138的低轉(zhuǎn)速下在行星齒輪12、14、16上朝向環(huán)齒輪30、32提供負(fù)載，并且由于銷46、116、126的偏心度，減少行星齒輪12、14、16與環(huán)齒輪30、32之間的齒隙。延伸臂42、112、122中的每一個的遠(yuǎn)端處的質(zhì)量塊48、118、128由于慣性而以高轉(zhuǎn)速向負(fù)載產(chǎn)生器44、114、124提供相反力。

從架138延伸的物理止擋件180限制延伸臂42的旋轉(zhuǎn)或向外運動以防止延伸臂42接觸環(huán)齒輪30、32中的任一個。物理止擋件180還可以用于防止在較高速度下系統(tǒng)中的齒隙過度增加，因為過量齒隙可以產(chǎn)生噪音或振蕩。物理止擋件180被示為L狀托架，但是用作物理障壁以限制延伸臂42的路徑的任何形狀可以在本發(fā)明的精神內(nèi)使用。雖然物理止擋件180只被示出在一個延伸臂42上，但是所有延伸臂42、112、122優(yōu)選地包括物理止擋件180。物理止擋件180可以與本文描述的任何實施例中的任何行星齒輪組件一起使用。

參考圖8，分離式環(huán)行星齒輪驅(qū)動裝置210包括分別具有行星齒輪齒218、219的多對行星齒輪212、213、具有恒星齒輪齒26的居中恒星齒輪24以及包括鏈輪環(huán)齒輪30和凸輪軸環(huán)齒輪32的分離式環(huán)齒輪。具有鏈輪 齒輪的鏈輪54從鏈輪環(huán)齒輪30徑向地向外延伸。環(huán)齒輪30、32具有不同數(shù)量的齒34、36，其中齒數(shù)量的差是多對行星齒輪212、213的數(shù)量的倍數(shù)。環(huán)齒輪齒34、36具有允許環(huán)齒輪30、32與外行星齒輪213正確地嚙合的輪廓。多對行星齒輪212、213是由行星架238維持為彼此成固定旋轉(zhuǎn)關(guān)系。雖然圖8只示出了分離式環(huán)行星齒輪驅(qū)動裝置210的一部分，但是全部行星驅(qū)動裝置優(yōu)選地包括多對行星齒輪、最優(yōu)選地三對行星齒輪。

每對行星齒輪212、213是由行星齒輪調(diào)整器進行彈簧負(fù)載以接合恒星齒輪24和環(huán)齒輪30、32，并且減少行星齒輪212、213與恒星齒輪24之間以及行星齒輪212、213與環(huán)齒輪30、32之間的任何齒隙。內(nèi)行星齒輪212與恒星齒輪24接合。外行星齒輪213接合內(nèi)行星齒輪213和環(huán)齒輪30、32。樞軸支撐件290將內(nèi)行星齒輪212聯(lián)接到外行星齒輪213并且可旋轉(zhuǎn)地附接到架238。在一端處附接到內(nèi)行星齒輪212且在另一端處附接到架238的負(fù)載產(chǎn)生器244(優(yōu)選地彈簧或彈簧和阻尼器)旋轉(zhuǎn)地偏置樞軸支撐件290以使兩個行星齒輪212、213減少行星齒輪212、213與恒星齒輪24之間以及行星齒輪212、213與環(huán)齒輪30、32之間的齒隙。

行星齒輪調(diào)整器優(yōu)選地包括樞軸支撐件290、負(fù)載產(chǎn)生器244、延伸臂242和質(zhì)量塊248。延伸臂242從樞軸支撐件290延伸，且質(zhì)量塊248位于延伸臂242的另一端處。負(fù)載產(chǎn)生器244在圖8中的順時針方向上偏置樞軸支撐件290以在架238的低轉(zhuǎn)速下將內(nèi)行星齒輪212朝恒星齒輪24偏置并且將外行星齒輪213朝環(huán)齒輪30、32偏置，這是由于該對行星齒輪212、213的定向角，減少了兩者與恒星齒輪24和環(huán)齒輪30、32之間的齒隙。

延伸臂242的遠(yuǎn)端處的質(zhì)量塊248由于慣性而以高轉(zhuǎn)速向負(fù)載產(chǎn)生器244提供相反力。隨著架238的轉(zhuǎn)速增加，延伸臂242的端部上的質(zhì)量塊248的慣性產(chǎn)生與負(fù)載產(chǎn)生器244的力相反的增加的力以使延伸臂242移動遠(yuǎn)離架238的旋轉(zhuǎn)軸。延伸臂242的這種移動將樞軸支撐件290旋轉(zhuǎn)到其中行星齒輪212、213不再減少齒隙的位置。

在優(yōu)選實施例中，架238被引導(dǎo)且每對行星齒輪212、213具有行星 齒輪調(diào)整器。在替代實施例中，架238沒有被引導(dǎo)，且至少一對(但并非全部)行星齒輪212、213具有行星齒輪調(diào)整器，其提供對分離式環(huán)行星齒輪驅(qū)動裝置210中的所有行星齒輪對的齒隙的充分控制。在這些實施例中，無行星齒輪調(diào)整器的任何行星齒輪對優(yōu)選地具有將內(nèi)行星齒輪212非樞軸支撐件地聯(lián)接到外行星齒輪213并且以預(yù)定定向附接到架238以將內(nèi)行星齒輪212和外行星齒輪213維持為相對于彼此和相對于架238成預(yù)定定向。

圖9至圖10示出了具有制動器(而非電動機)的電相位器。相位器具有分離式環(huán)行星齒輪驅(qū)動裝置或行星齒輪調(diào)整器10，其包括分別具有行星齒輪齒18、20、22的行星齒輪12、14、16、彈簧324以及包括鏈輪環(huán)齒輪30和凸輪軸環(huán)齒輪32的分離式環(huán)齒輪。具有鏈輪齒的鏈輪54從鏈輪環(huán)齒輪30徑向地向外延伸。環(huán)齒輪30、32具有不同數(shù)量的齒34、36，其中齒輪數(shù)的差是行星齒輪12、14、16的數(shù)量的倍數(shù)。環(huán)齒輪齒34、36具有允許環(huán)齒輪30、32與行星齒輪12、14、16正確地嚙合的輪廓。行星齒輪12、14、16是由行星架38維持為彼此成固定旋轉(zhuǎn)關(guān)系。彈簧324的第一端324a與鏈輪環(huán)齒輪30上的突片30a接合，且另一端324b與行星架38的突片38a接合。彈簧324驅(qū)動行星架以在第一方向上旋轉(zhuǎn)。

制動器325接地到前罩(未示出)。制動器優(yōu)選地是螺線管并且具有制動器墊圈326。制動器墊圈326可在例如圖10中指示的接觸區(qū)域327處接觸行星架38。

在相位器的運行期間，彈簧324驅(qū)動行星架38及環(huán)齒輪30和32在第一方向上旋轉(zhuǎn)，并驅(qū)動行星齒輪12、14、16在第二方向上旋轉(zhuǎn)。應(yīng)當(dāng)注意的是，如果環(huán)齒輪30與環(huán)齒輪32之間的齒數(shù)差被反轉(zhuǎn)(環(huán)齒輪30上具有更多的齒)，則環(huán)齒輪32可在行星架38和環(huán)齒輪30沿著第一方向旋轉(zhuǎn)時在第二方向上旋轉(zhuǎn)。

在不旋轉(zhuǎn)的制動器325應(yīng)用至行星架38上，且扭矩小于彈簧324的扭矩時，彈簧324在第一方向上旋轉(zhuǎn)行星架，且其旋轉(zhuǎn)行星架38的速度稍微不同于環(huán)齒輪30和32的速度，從而導(dǎo)致一個環(huán)齒輪的速度稍微不同于另一個環(huán)齒輪的速度，這在第一方向上引起了凸輪相移函數(shù)。在這種實 施例中，在彈簧324旋轉(zhuǎn)行星架38的速度快于凸輪軸的速度時，相位器在前進方向上移動。

在不旋轉(zhuǎn)的制動器325應(yīng)用至行星架38上，且扭矩大于彈簧324的扭矩時，制動器325的制動器墊圈326使得行星架38的拖曳和旋轉(zhuǎn)速度不同于環(huán)齒輪30和32的速度，從而導(dǎo)致一個環(huán)齒輪的速度稍微不同于另一個環(huán)齒輪的速度，這引起了凸輪相移函數(shù)。在這種實施例中，在制動器325被應(yīng)用時，行星架的旋轉(zhuǎn)速度低于凸輪軸的速度，此時相位器在延遲方向上移動。

在不旋轉(zhuǎn)的制動器325應(yīng)用至行星架38上，且扭矩大約等于彈簧324的扭矩時，行星架38的旋轉(zhuǎn)速度與環(huán)齒輪30和32中的任一個的速度相同。由于環(huán)齒輪30和32一致地旋轉(zhuǎn)，因此維持恒定的凸輪相位位置。應(yīng)當(dāng)注意的是，制動器的扭矩可通過閉環(huán)控制器進行控制。

通過這種方式，得以獲得非常高的數(shù)值比，且凸輪軸被定相成從曲軸與凸輪軸的公稱旋轉(zhuǎn)關(guān)系相加或減去。

負(fù)載產(chǎn)生器44可在一端上連接至圖9～10的相位器的行星架38上，并在另一端上連接至上述圖1和圖3～6中所討論的延伸臂42上。行星齒輪調(diào)整器或減速器可包括延伸臂42和偏心銷46，并可從偏心銷46延伸出來，其中第一行星齒輪12圍繞著偏心銷46進行安裝。

可選地，圖9～10所示的相位器的行星架38可通過從行星架38延伸出來的物理止擋件180進行引導(dǎo)(如圖7～8所示)。

在另一實施例中，圖9～10的相位器的行星齒輪12、14、16可由內(nèi)行星齒輪212和外行星齒輪213進行替換，并可加載彈簧來減少行星齒輪與上述圖8中所示的環(huán)齒輪30和32之間的齒隙。

圖11和圖12a～12b示出了另一實施例的電相位器。電凸輪相位器動態(tài)地調(diào)整內(nèi)燃機的凸輪軸相對于發(fā)動機曲軸的角度位置。相位器可包括由連接至驅(qū)動鏈輪上的環(huán)形回路動力傳輸構(gòu)件驅(qū)動的相位器鏈輪，其中驅(qū)動鏈輪被安裝來與發(fā)動機曲軸一起旋轉(zhuǎn)。電凸輪相位器可包括具有由相位器鏈輪驅(qū)動的環(huán)齒輪、連接至凸輪軸上的行星齒輪架和恒星齒輪的行星齒輪組 件。相位器鏈輪、行星齒輪架和恒星齒輪可繞著公共軸線旋轉(zhuǎn)。架可支撐至少一個可操作地與環(huán)齒輪和恒星齒輪相接合的可旋轉(zhuǎn)行星齒輪。恒星齒輪可交替地驅(qū)動至少一個可旋轉(zhuǎn)行星齒輪相對于架的移動。由相位器鏈輪內(nèi)的恒星齒輪驅(qū)動的架的旋轉(zhuǎn)移動能夠相對于曲軸可調(diào)整地改變凸輪軸的凸輪相位器位置。恒星齒輪可被固定來保持凸輪軸相對于曲軸的凸輪相位，并可通過電動機進行驅(qū)動，以提供用于改變凸輪相位的可調(diào)整角度位置。

現(xiàn)參照圖11～12b，示出了用于通過凸輪軸432相對于曲軸的角度位置控制閥門開啟和/或關(guān)閉的正時的電凸輪相位器430。凸輪軸432可通過與內(nèi)燃機的曲軸的連接進行交替驅(qū)動。電凸輪相位器430可動態(tài)地調(diào)整凸輪軸432相對于曲軸的角度位置旋轉(zhuǎn)關(guān)系。相位器鏈輪442可由連接至驅(qū)動鏈輪上的環(huán)形回路動力傳輸構(gòu)件驅(qū)動，其中驅(qū)動鏈輪被安裝來與發(fā)動機曲軸一起旋轉(zhuǎn)。電凸輪相位器430可包括具有可繞著公共軸線旋轉(zhuǎn)的環(huán)齒輪434、行星齒輪架436和恒星齒輪438的行星齒輪組件。架436可支撐至少一個在環(huán)齒輪434與恒星齒輪438之間嚙合接合的可旋轉(zhuǎn)行星齒輪440。如果需要的話，恒星齒輪438、環(huán)齒輪434和至少一個行星齒輪440可具有螺旋齒。相位器鏈輪442可驅(qū)動環(huán)齒輪434。恒星齒輪438可被固定來維持凸輪軸432相對于曲軸的角度凸輪相位，并可具有用于相對地改變凸輪軸432的角度位置旋轉(zhuǎn)關(guān)系從而改變凸輪軸432相對于曲軸的相位的可調(diào)整角度位置。

如圖11所示，電凸輪相位器430可包括鏈輪殼體444，其可繞公共軸線旋轉(zhuǎn)以與行星齒輪組件一起旋轉(zhuǎn)。鏈輪殼體444可連接至相位器鏈輪442以與其一起旋轉(zhuǎn)。環(huán)齒輪434可形成鏈輪殼體444的主要部分以與其一起旋轉(zhuǎn)。環(huán)齒輪434可一體地形成在鏈輪殼體444的內(nèi)直徑上。環(huán)齒輪434可與至少一個可旋轉(zhuǎn)行星齒輪440接合。鏈輪殼體444、相位器鏈輪442和環(huán)齒輪434可制造且組裝成單一整體式單個組件，以接合在電凸輪相位器430中。如圖11所示，至少一個可旋轉(zhuǎn)行星齒輪440可包括第一行星齒輪440a、第二行星齒輪440b和第三行星齒輪440c。行星齒輪架436可包括驅(qū)動凸緣482，其穿過鏈輪殼體444和相位器鏈輪442被連接以組裝到 架連接器484，其具有多個螺釘486、中心螺栓464和一組螺釘488(在圖12a中可最佳地看出)，用于附接至凸輪軸432。架連接器484可與凸輪軸432連接以與其一起旋轉(zhuǎn)。架連接器484可通過架連接器484、中心螺栓464和一組螺釘488的連接可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動凸輪軸432。架436可包括多個短軸487，其支撐第一行星齒輪440a、第二行星齒輪440b和第三行星齒輪440c以在其上旋轉(zhuǎn)。多個行星齒輪440a、440b和440c與環(huán)齒輪434和恒星齒輪438互相嚙合接合地連接。電凸輪相位器430可包括蓋板446，其具有用于將蓋板446附接至行星齒輪架436的多個孔490以將行星齒輪440a、440b和440c捕獲在多個短軸487上。蓋板446可封閉架436的開口端以包圍行星齒輪組件。通過示例但非限制性地，蓋板446可通過固定至多個短軸487的外端的多個環(huán)保持夾492固定至架436。如圖12b的電凸輪相位器所示，通過示例但非限制性地，蓋板446可通過延伸通過由蓋板446限定的多個孔的多個螺栓492固定至架436。通過示例但非限制性地，電凸輪相位器30可包括用于支撐恒星齒輪438以相對于行星齒輪架436旋轉(zhuǎn)的第一軸承435a，和用于支撐行星齒輪架以相對于鏈輪殼體444旋轉(zhuǎn)的第二軸承435b。

如圖12a至圖12b進一步所示，電凸輪相位器430可包括連接至恒星齒輪438的連接器448。如圖12a所示，連接器448可連接至電動機447。恒星齒輪438可由電動機447驅(qū)動進行旋轉(zhuǎn)運動，從而改變架436的角度位置而引起凸輪軸432的凸輪相位位置相對于曲軸發(fā)生改變。可提供至少一個傳感器449以將反饋信號供應(yīng)至發(fā)動機控制單元或控制器451以指示曲軸相對于凸輪軸424的位置，從而確定是否需要通過恒星齒輪438進行的任何凸輪相位位置調(diào)整。如果需要凸輪相位位置調(diào)整，那么電動機447可由控制器驅(qū)動以使得凸輪相位位置通過恒星齒輪438的旋轉(zhuǎn)運動朝著所期望位置在旋轉(zhuǎn)方向(前進或是延遲)上移動，從而使得至少一個行星齒輪440的相對旋轉(zhuǎn)驅(qū)動架436和所連接凸輪軸432中的一個。在操作中，內(nèi)燃機的曲軸可旋轉(zhuǎn)以通過鏈輪442驅(qū)動凸輪軸432，且電凸輪相位器430可通過恒星齒輪438的旋轉(zhuǎn)來改變凸輪軸432相對于曲軸的相對角度位置。選擇了位于鏈輪上的齒數(shù)與行星齒輪組件的齒輪數(shù)量的比例，使得當(dāng)恒星齒輪438保持靜止或處于固定位置時，至少一個行星齒輪440可圍繞 恒星齒輪438旋轉(zhuǎn)且相對地移動架436，使得凸輪軸432可以曲軸速度的一半以固定相位關(guān)系被正常驅(qū)動，如在四沖程周期發(fā)動機中是傳統(tǒng)的。電動機447可在向前或相反的方向上被驅(qū)動以使得凸輪軸相位角前進或延遲，從而相對于曲軸的正時控制相關(guān)聯(lián)內(nèi)燃機閥的開啟和關(guān)閉。為了當(dāng)發(fā)動機處于操作狀態(tài)時改變凸輪軸432相對于曲軸的相位關(guān)系，電動機447可通過控制器451在期望的方向上旋轉(zhuǎn)，從而通過恒星齒輪438的旋轉(zhuǎn)改變凸輪軸的角度位置。

負(fù)載產(chǎn)生器44可在一端附接至圖11至圖12b的相位器的行星架38，且在另一端附接至如上面在圖1、圖3至圖6中所討論的延伸臂42。行星齒輪調(diào)整器可包括延伸臂42和偏心銷46且可從偏心銷46延伸，第一行星齒輪12圍繞偏心銷46安裝。

可選地，圖11至圖12b中所示的相位器的架38可利用從架延伸的物理止擋件180引導(dǎo)(如在圖7至圖8中)。

在另一實施例中，圖11至圖12b的相位器的行星齒輪440a、440b和440c每個可替換為內(nèi)行星齒輪212和外行星齒輪213以及彈簧，其加載以減少恒星齒輪438和行星齒輪440a、440b和440c以及行星齒輪440a、440b和440c和環(huán)齒輪434之間的齒隙(如上面在圖8中所述)。

在一些實施例中，行星齒輪對每個均具有相同數(shù)目的齒。在其它實施例中，行星齒輪的齒的數(shù)目互不相同用來為減少的操作NVH提供不同的頻率。

盡管在附圖中僅示意性地示出了恒星齒輪、行星齒輪和環(huán)齒輪的齒輪齒的形狀，但是齒輪齒優(yōu)選地被成形為具有輪廓，使得在低旋轉(zhuǎn)速度下來自所述負(fù)載產(chǎn)生器的所述負(fù)載迫使所述嚙合齒輪齒進入到彼此之中以減小或消除齒隙。在本發(fā)明的精神內(nèi)可以使用實現(xiàn)這一功能的任何齒輪齒形狀，包括本領(lǐng)域已知的那些形狀。

因此，應(yīng)當(dāng)理解，本文所述的本發(fā)明的實施例僅是說明本發(fā)明的原理的應(yīng)用。本文對所說明的實施例的細(xì)節(jié)的引用并不意在限制權(quán)利要求的范圍，權(quán)利要求本身引述了那些被認(rèn)為是本發(fā)明必需的特征。