用于可变压缩比定相器的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种定相系统。齿轮毂和托架转子之间的相位角可以由行星致动器驱动。在一些非限制性示例中，输入轴旋转地联接在旋转致动器之间以随其旋转。输入轴的旋转能够解锁托架转子和齿轮毂之间的相对旋转。在一些非限制性示例中，定相系统可以包括齿轮毂和托架转子，以及布置在它们之间的扭转弹簧。扭转弹簧能构造成在齿轮毂和托架转子之间施加内部扭矩负载，以抵消施加到齿轮毂或托架转子的外部扭矩负载。扭矩负载。扭矩负载。

【技术实现步骤摘要】
用于可变压缩比定相器的系统和方法
相关申请的交叉引用
[0001]本申请基于2020年8月17日提交的题为“用于可变压缩比定相器的系统和方法(Systems and Methods for Variable Compression RatioPhaser)”的美国临时专利申请第63/066,659号，并要求其优先权，并将其全文以参见的方式纳入本文。关于联邦赞助研发的声明不适用。


[0002]本申请涉及一种用于可变压缩比定相器的系统和方法。

技术介绍

[0003]通常，用于旋转应用(例如，发动机、马达等)的旋转定相系统可以包括第一部件和可以与第一部件旋转定相的第二部件。

技术实现思路

[0004]在一个方面，本公开提供了一种用于改变曲柄轴和偏心轴之间的旋转关系的可变压缩比(VCR)定相系统。VCR定相系统包括：构造成与曲柄轴旋转连通的齿轮毂、构造成与偏心轴旋转连通的托架转子、布置在齿轮毂和托架转子之间并构造成选择性地锁定和解锁齿轮毂和托架转子之间的相对旋转的星形转子、以及连接到齿轮毂和星形转子的行星致动器。行星致动器构造成接收旋转输入以向星形转子提供输出，以解锁托架转子和齿轮毂之间的相对旋转。VCR定相系统还包括联接在齿轮毂和托架转子之间的扭转弹簧。扭转弹簧构造成在齿轮毂和托架转子之间在第一方向上施加扭矩负载，以抵消由偏心轴或曲柄轴之一在第二方向上施加的扭矩负载。
[0005]在一个方面，本公开提供了一种用于改变第一旋转部件和第二旋转部件之间的旋转关系的定相系统。定相系统包括齿轮毂、托架转子、布置在齿轮毂和托架转子之间并构造成选择性地锁定和解锁齿轮毂和托架转子之间的相对旋转的星形转子、以及联接在齿轮毂和托架转子之间的扭转弹簧。扭转弹簧构造成在齿轮毂和托架转子之间施加扭矩负载。定相系统还包括联接到齿轮毂和星形转子的行星致动器。行星致动器可在稳态模式和定相模式之间操作，在稳态模式中，齿轮毂和托架转子之间的相对旋转被抑制，在定相模式中，行星致动器以预定幅度接收旋转输入，以选择性地提供齿轮毂和托架转子之间的相对旋转。
[0006]在一个方面，本公开提供了一种用于改变曲柄轴和偏心轴之间的旋转关系的可变压缩比(VCR)定相系统。VCR定相系统包括：构造成与曲柄轴旋转连通的齿轮毂、构造成与偏心轴旋转连通的托架转子、布置在齿轮毂和托架转子之间并构造成接收输入以选择性地锁定和解锁齿轮毂和托架转子之间的相对旋转的星形转子、联接到齿轮毂并与其旋转固定的弹簧套筒、以及联接在齿轮毂和托架转子之间的扭转弹簧。扭转弹簧构造成在齿轮毂和托架转子之间施加扭矩负载。扭转弹簧的预加载通过以下方式设置：通过将扭转弹簧的第一
端联接到托架转子、将扭转弹簧的相对的第二端联接到弹簧座、以及使弹簧座相对于弹簧套筒旋转以选择性地使布置在弹簧套筒上的多个第一狭槽中的至少一个第一狭槽和布置在弹簧座上的多个第二狭槽中的至少一个第二狭槽对齐。至少一个第一狭槽和至少一个第二狭槽的选择性对齐构造成将弹簧套筒旋转地锁定到弹簧座。
[0007]在一个方面，本公开提供了一种用于改变曲柄轴和偏心轴之间的旋转关系的VCR定相系统。VCR定相系统可包括：构造成与曲柄轴旋转连通的齿轮毂、构造成与偏心轴旋转连通的托架转子、以及布置在齿轮毂和托架转子之间的星形转子。星形转子可以构造成选择性地锁定和解锁齿轮毂和托架转子之间的相对旋转。VCR定相系统还可包括联接到齿轮毂和星形转子的行星致动器。行星致动器可构造成接收旋转输入以向星形转子提供输出，以选择性地锁定和解锁托架转子和齿轮毂之间的相对旋转。行星致动器可以在稳态模式和定相模式之间操作，在稳态模式中，齿轮毂和托架转子之间的相对旋转被抑制，在定相模式中，以预定幅度输入到行星致动器的旋转可以构造成使托架转子相对于齿轮毂在期望的方向上旋转。
附图说明
[0008]当考虑以下本专利技术的具体实施方式时，将更好地理解本专利技术，并且除了上文所阐述的以外的特征、方面和优点也将变得明显。这种具体实施方式参考以下附图。
[0009]图1是根据本公开的一个方面的旋转定相系统的横截面的立体图。
[0010]图2是根据本公开的一个方面的行星致动器的分解图。
[0011]图3是图2的行星致动器的后视立体图。
[0012]图4是图3的行星致动器的前视立体图。
[0013]图5是图3的行星致动器在稳态操作模式下的前视图。
[0014]图6是图3的行星致动器在第一方向上定相时的前视图。
[0015]图7是图3的行星致动器在第二方向上定相时的前视图。
[0016]图8是图1的旋转定相系统的剖视图。
[0017]图9是图8的旋转定相系统的分解图。
[0018]图10是图8的旋转定相系统的齿轮毂的立体图。
[0019]图11是图8的旋转定相系统的扭转弹簧组件的分解图。
[0020]图12是图11的扭转弹簧组件的弹簧座的立体图。
[0021]图13是沿线13
‑
13(见图8)截取的图11的扭转弹簧组件的剖视图。
[0022]图14是图8的旋转定相系统的托架转子的分解图。
[0023]图15是图8的旋转定相系统的星形转子(spider rotor)的立体图。
[0024]图16是图15的星形转子的立体图，其中安装有多个锁定组件。
[0025]图17是图8的旋转定相系统的联接组件的分解图。
[0026]图18是安装在行星致动器和图8的机械定相组件之间的图17 的联接组件的立体图。
[0027]图19是沿线19
‑
19截取的图8的机械定相组件的剖视图。
[0028]图20是根据本公开的另一方面的旋转定相系统的剖视图。
[0029]图21是图20的旋转定相系统的扭转弹簧组件的分解图。
[0030]图22是沿线22
‑
22截取的图20的旋转定相系统的扭转弹簧组件的剖视图。
[0031]图23是图20的旋转定相系统的星形转子的立体图。
[0032]图24是图20的旋转定相系统的立体图，其中未示出图21的扭转弹簧组件的扭转弹簧以露出下面的结构。
[0033]图25是偏心轴扭矩脉冲随时间变化的曲线图。
[0034]图26是偏心轴和曲柄轴之间的相位角随时间变化的曲线图。
具体实施方式
[0035]本文所使用的术语“轴向”及其变型是指大致沿对称轴线、中心轴线、或者具体部件或系统的细长方向延伸的方向。例如，部件的轴向延伸特征可以是大致沿着平行于该部件的对称轴线或细长方向的方向而延伸的特征。类似地，本文所使用的术语“径向”及其变型是指大致垂直于对应的轴向方向的方向。例如，部件的径向延伸结构可大致至少部分地沿着垂直于该部件的纵向或中心轴线的方向而延伸。本文所使用的术语“圆周”及其变型是指围绕物体的周缘，或者围绕对称轴线、中心轴线、或者具体部件或系统的细长方向延伸的方向。
[0036]传统的旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于改变曲柄轴和偏心轴之间旋转关系的可变压缩比(VCR)定相系统，所述系统包括：齿轮毂，所述齿轮毂构造成与曲柄轴旋转连通；托架转子，所述托架转子构造成与偏心轴旋转连通；星形转子，所述星形转子布置在所述齿轮毂和所述托架转子之间，并且构造成选择性地锁定和解锁所述齿轮毂和所述托架转子之间的相对旋转；行星致动器，所述行星致动器联接到所述齿轮毂和所述星形转子，所述行星致动器构造成接收旋转输入以向所述星形转子提供输出，以解锁所述托架转子和所述齿轮毂之间的相对旋转；以及联接在所述齿轮毂和所述托架转子之间的扭转弹簧，其中，所述扭转弹簧构造成在所述齿轮毂和所述托架转子之间在第一方向上施加扭矩负载，以抵消由所述偏心轴或所述曲柄轴中的任一个在第二方向上施加的扭矩负载。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述扭矩负载介于约5Nm到约200Nm之间。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括联接到所述齿轮毂的弹簧套筒，其中，所述弹簧套筒远离所述齿轮毂轴向延伸并且限定内部腔体。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述扭转弹簧的螺旋部分围绕所述弹簧套筒的外侧周向延伸。5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述行星致动器接纳在所述弹簧套筒的内部腔体内。6.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述扭转弹簧包括第一螺旋端和与所述第一螺旋端相对的第二螺旋端，其中，所述扭转弹簧的所述第一螺旋端与所述托架转子接合，而所述第二螺旋端与联接到所述弹簧套筒的弹簧座接合。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述托架转子包括轴向延伸到所述弹簧套筒的所述内部腔体中的至少一个突出部，所述至少一个突出部包括构造成接纳所述扭转弹簧的所述第一螺旋端的凹部。8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述弹簧座能够在多个不同位置与所述弹簧套筒旋转锁定，使得所述多个不同位置中的每个位置限定来自所述扭转弹簧的唯一扭矩负载。9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述弹簧套筒包括多个第一狭槽并且所述弹簧座包括多个第二狭槽，使得所述多个第一狭槽中的至少一个第一狭槽和所述多个第二狭槽中的至少一个第二狭槽之间的选择性对齐将所述弹簧套筒旋转地锁定到所述弹簧座。10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述多个第一狭槽和所述多个第二狭槽构造为花键，所述花键构造成彼此啮合。11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述多个第一狭槽中仅一个狭槽与所述多个第二狭槽中的仅一个对齐。12.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述至少一个第一狭槽和所述至少一个第二狭槽在对齐时一起形成构造成接纳键的键槽。
13.一种用于改变第一旋转部件和第二旋转部件之间的旋转关系的定相系统，所述定相系统包括：齿轮毂；托架转子；星形转子，所述星形转子布置在所述齿轮毂和所述托架转子之间，并且构造成选择性地锁定和解锁所述齿轮毂和所述托架转子之间的相对旋转；扭转弹簧，...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：胡斯可汽车控股有限公司，
类型：发明
国别省市：