一种发动机可变凸轮轴相位调节器
专利汇可以提供一种发动机可变凸轮轴相位调节器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 发动机 可变 凸轮 轴 相位 调节器，其结构特点是：包括 链轮 、凸轮对接 基座 、驱动机构和 行星轮 系，行星轮系由至少2个简单行星排和减速行星排组合而成，减速行星排由基本构件和行星轮组成，基本构件为3个或3个以上，其中两个基本构件分别连接于链轮和凸轮对接基座，通过所述链轮从发动机 曲轴 接收旋转驱动输入，通过所述凸轮对接基座驱动 凸轮轴 旋转；所述减速行星排中两个基本构件向外引出，分别与所述第一行星排中心轮和所述第二行星排中心轮相连接。本发明的优点是：通过电磁 离合器 ，借助链轮驱动 力 、机壳保持力来驱动相位器工作，具有自驱动的特点，驱动机构和配套驱动 电路 简单，耗能少，移相响应快。，下面是一种发动机可变凸轮轴相位调节器专利的具体信息内容。
1.一种发动机可变凸轮轴相位调节器，包括链轮（6）、凸轮对接基座（9）、驱动机构和行星轮系，其特征在于：
1）所述行星轮系由2个简单行星排和减速行星排（4）组合而成，2个简单行星排为第一行星排（2）和第二行星排（3），第一行星排（2）由第一行星排内齿轮（21）、第一行星排转臂（22）、第一行星排中心轮（23）和行星轮组成，第二行星排（3）由第二行星排内齿轮（31）、第二行星排转臂（32）、第二行星排中心轮（33）和行星轮组成；
2）所述减速行星排（4）由3个基本构件和行星轮组成，其中两个基本构件分别连接于链轮（6）和凸轮对接基座（9），通过所述链轮（6）从发动机曲轴接收旋转驱动输入，通过所述凸轮对接基座（9）驱动凸轮轴旋转；
3）所述减速行星排（4）中两个基本构件向外引出，分别与所述第一行星排中心轮（23）和所述第二行星排中心轮（33）相连接；
4）所述减速行星排（4）向外引出的两基本构件速度差与对接至所述链轮（6）、所述凸轮对接基座（9）的两基本构件速度差之间是减速传动；
5）所述第一行星排转臂（22）和所述第二行星排转臂（32）相互连接；所述第一行星排内齿轮（21）周向固定于机壳（7），所述第二行星排内齿轮（31）是输入构件；该输入构件作旋转运动带动所述链轮（6）和所述凸轮对接基座（9）间实现相位差调整。
2.根据权利要求1所述的发动机可变凸轮轴相位调节器，其特征在于：所述第一行星排内齿轮（21）齿数与所述第一行星排中心轮（23）齿数的比值为所述第一行星排（2）的特性参数K2，所述第二行星排内齿轮（31）齿数与所述第二行星排中心轮（33）齿数的比值为所述第二行星排（3）的特性参数K3，K2值等于K3值。
3.根据权利要求1所述的发动机可变凸轮轴相位调节器，其特征在于：所述减速行星排（4），或是3Z型行星传动，减速行星排包括两个内齿轮和中心轮三个基本构件，及转臂、行星轮，具体为：其两个内齿轮分别连接于所述链轮（6）和所述凸轮对接基座（9），中心轮作为两个向外引出基本构件之一，对接于所述链轮（6）的内齿轮作为另一个向外引出基本构件；或是Z-X-V型行星传动，减速行星排包括内齿轮Z、转臂X、输出轴V三个基本构和行星轮，具体为：内齿轮Z连接于所述链轮（6），其输出轴V连接于所述凸轮对接基座（9），其内齿轮Z和转臂X作为两个向外引出基本构件；或是E型2Z-X正号机构，减速行星排包括两个内齿轮、转臂三个基本构件和行星轮，具体为：其两个内齿轮分别连接于所述链轮（6）和所述凸轮对接基座（9），转臂和连接于所述链轮（6）的内齿轮作为向外引出基本构件；或是由两个简单行星排复合而成，两个简单行星排中转臂相互连接成共用转臂，两个中心轮相互连接成共用中心轮，两个内齿轮分别同所述链轮（6）和所述凸轮对接基座（9）相连接，共用中心轮作为向外引出基本构件之一，对接至所述链轮（6）的内齿轮作为另一个向外引出基本构件。
4.根据权利要求1所述的发动机可变凸轮轴相位调节器，其特征在于：所述驱动机构或使用电机，或使用电磁离合器，所述电磁离合器由三态离合器（8）、第一电磁铁（72a）、第二电磁铁（72b）、第一衔铁（74）、第二衔铁（75），第一预紧碟簧（81a）、第二预紧碟簧（81b）、滚针轴承（73a）和滚针轴承（73b）组成。
5.根据权利要求2所述的发动机可变凸轮轴相位调节器，其特征在于：所述第一行星排内齿轮（21）转速为零，所述第二行星排内齿轮（31）是输入构件，其转速为零时，减速行星排向外引出两基本构件转速相等，所述链轮（6）和所述凸轮对接基座（9）速度相等，不会产生相位差；所述第二行星排内齿轮（31）正向旋转或者反向旋转时，减速行星排向外引出两基本构件转速不相等，所述链轮（6）和所述凸轮对接基座（9）速度不相等，产生相位差。
6.根据权利要求5所述的发动机可变凸轮轴相位调节器，其特征在于：所述第二行星排内齿轮（31），其通过轴向滑动副配合一个三态离合器（8），所述三态离合器（8）与所述第二行星排内齿轮（31）之间有轴向移动自由度；所述三态离合器离合器（8）与所述第二行星排内齿轮（31）之间没有围绕轴心线相对旋转的自由度；输入构件转速为零通过所述三态离合器（8）接合并同步于所述第一行星排内齿轮（21）上的第一摩擦片（71）来实现；输入构件正向旋转通过所述三态离合器（8）接合并同步于所述链轮（6）所在基本构件上的第三摩擦片（47）来实现；输入构件反向旋转通过所述三态离合器（8）在凸轮压缩气门弹簧而使凸轮轴受与旋转方向相反的反作用力时，处于中间位置来实现，或者在三态离合器（8）处于中间位置时，制动所述2个简单行星排中正向旋转构件来实现。
7.根据权利要求6所述的发动机可变凸轮轴相位调节器，其特征在于：所述三态离合器（8）与所述第二行星排内齿轮（31）之间有轴向作用第一预紧碟簧（81a）预紧，所述第一预紧碟簧（81a）将所述三态离合器（8）预压在所述第一行星排内齿轮（21）上的所述第一摩擦片（71）上；固定于所述机壳（7）上的第一电磁铁（72a）、第二电磁铁（72b）是环型电磁铁，所述第二电磁铁（72b）外套于所述第一电磁铁（72a），所对应的第二衔铁（75）外套于第一衔铁（74），所述第一衔铁（74）、第二衔铁（75）能够相互推动而不能相互拉动；所述三态离合器（8）在第一电磁铁（72a）电磁力作用下，通过第一衔铁（74）和滚针轴承（73a），克服所述第一预紧碟簧（81a）的预紧力将所述三态离合器（8）轴向推动，压紧所述链轮（6）所在基本构件上的所述第三摩擦片（47）而同步于所述链轮（6）所在基本构件；所述三态离合器（8）既不压紧所述第三摩擦片（47）也不压紧所述第一摩擦片（71）而处于中间位置，是通过第二电磁铁（72b）吸合第二衔铁（75），并推动所述第一衔铁（74），通过所述滚针轴承（73a），克服所述第一预紧碟簧（81a）的预紧力而实现的；所述第二电磁铁（72b）吸合所述第二衔铁（75）时，所述第二衔铁（75）压合连接于所述第一行星排中心轮（23）上第二摩擦片（76），所述第一行星排中心轮（23）被制动，从而使得所述三态离合器（8）处于中间位置时能够全程反向旋转。
8.根据权利要求1所述的一种发动机可变凸轮轴相位调节器，其特征在于：行星轮系中的简单行星排或为3个及以上。
9.根据权利要求1所述的一种发动机可变凸轮轴相位调节器，其特征在于：所述减速行星排（4）的基本构件或为4个及以上。
一种发动机可变凸轮轴相位调节器
技术领域
背景技术
发明内容
3)所述减速行星排中两个基本构件向外引出，分别与所述第一行星排中心轮和所述第二行星排中心轮相连接；
4)所述减速行星排向外引出的两基本构件速度差与对接至所述链轮、所述凸轮对接基座的两基本构件速度差之间是减速传动；
5)所述第一行星排转臂和所述第二行星排转臂相互连接；所述第一行星排内齿轮周向固定于机壳，所述第二行星排内齿轮是输入构件；该输入构件作旋转运动带动所述链轮和所述凸轮对接基座间实现相位差调整。
(2)移相状态：当三态离合器轴向移动，接合并同步于链轮内齿轮上的摩擦片时，输入构件转速等于链轮转速，输入构件同机壳内齿轮转速差为链轮转速；或者当三态离合器处于中间位置时，输入构件朝链轮旋转方向相反方向旋转，输入构件同所述机壳内齿轮存在转速差。上述转速差经驱动组减速或者加速，然后通过减速行星排输入构件组进入减速行星排，经减速后成为链轮与凸轮对接基座之间的转速差，对时间积分后就是凸轮轴和曲轴之间相位差。
反转状态，此时凸轮轴相对曲轴相位滞后；
当内环电磁铁吸合内环衔铁时，能够直接将三态离合器轴向推动至最远处，压紧链轮内齿轮上的摩擦片而使输入构件转速同步于链轮内齿轮，实现了输入构件的第三个状态：
正转状态，此时凸轮轴相对曲轴相位提前。
具体实施方式
ω41为3Z(Ⅱ)型行星齿轮传动第一内齿轮41角速度；
ω51为3Z(Ⅱ)型行星齿轮传动第二内齿轮51角速度；
根据3Z(Ⅱ)型行星传动的传动比计算公式(参见饶振纲编著的《行星齿轮传动设计(第二版)》，P24，公式2-25)，计算3Z(Ⅱ)型行星传动输入构件组和输出构件组之间减速比：
其中， 表示相对于3Z(Ⅱ)型行星齿轮传动第一内齿轮41，3Z(Ⅱ)型行星齿轮传动中心轮54对3Z(Ⅱ)型行星齿轮传动第二内齿轮51的传动比；
Z41表示3Z(Ⅱ)型行星齿轮传动第一内齿轮41的齿数；
Z51表示3Z(Ⅱ)型行星齿轮传动第二内齿轮51的齿数；
Z54表示3Z(Ⅱ)型行星齿轮传动中心轮54的齿数；
驱动组两个2Z-X(A)型行星传动是简单行星排的一种典型形式，第一行星排2的特性参数为k2，第二行星排3的特性参数为k3，k2＝k3＝k；驱动组差速传动速比m定义为：
其中ω21是第一行星排内齿轮21的角速度；
ω23是第一行星排中心轮23的角速度；
ω31是第二行星排内齿轮31的角速度；
ω33是第二行星排中心轮33的角速度。
ω32是第二行星排转臂32的角速度；
驱动组和减速行星排是串连的，整个行星轮系的差速传动速比i(31-21)(51-41)定义为：
相位器工作原理：
通过举例而非限制的方式，取k＝58/20＝2.9，Z54＝20，Z41＝61，Z51＝64，则行星轮系总减速比约等于30。因此，凸轮相位变化1度凸轮转角会要求第二行星排内齿轮31旋转30度。
使用电磁离合器作为相位器驱动机构时：
(1)保持状态：第一电磁铁72a、第二电磁铁72b不通电，三态离合器8在第一预紧碟簧
81a弹力作用下压紧第一摩擦片71，第二行星排内齿轮转速同步于机壳内齿轮，即ω31＝ω21＝0，根据公式(1.6)可知ω51-ω41＝0，相位差为零，处于相位保持状态，凸轮轴相对于曲轴相位保持不变。
ω11为Z-X-V型行星传动内齿轮角速度
ω44为Z-X-V型行星传动输出轴角速度
本实施例中，Z-X-V型行星传动输入构件组和输出构件组之间减速比定义为(ω43-ω11)/(ω44-ω11)。对比公式2.1知，Z-X-V型行星传动输入构件组和输出构件组之间减速比等于Z-X-V型行星传动传动比i。
ω23是第一行星排中心轮23的角速度；
ω31是第二行星排内齿轮31的角速度；
ω33是第二行星排中心轮33的角速度。
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