用于对置活塞发动机的齿轮齿隙控制
阅读：524发布：2023-01-06
专利汇可以提供用于对置活塞发动机的齿轮齿隙控制专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种对置 活塞 发动机 包括具有至少第一 齿轮 和第二齿轮的齿隙减 小齿轮 ，第一齿轮和第二齿轮由于在齿轮内施加的液压而相对于彼此移动。包括齿隙减小齿轮的齿隙控制系统能够在发动机运转期间动态地调整发动机的齿轮系中的至少两个齿轮间的齿隙，而不是在发动机运转之前设定齿隙。一种用于在具有齿隙减小齿轮的二冲程循环对置活塞发动机中调整齿隙的方法包括向齿轮提供液压 流体 (例如，油)，并允许齿隙减小齿轮适应发动机的变化，包括 温度 变化、 扭矩 反转、负载变化等。齿隙减小齿轮通过油的受控的 泄漏 和吸入来适应发动机的变化。，下面是用于对置活塞发动机的齿轮齿隙控制专利的具体信息内容。
1.一种齿隙减小齿轮(100)，其适用于具有齿轮系(30)的对置活塞内燃发动机(10)，所述齿轮系(30)具有齿轮(36a、39a、37、39b、36b)将至少一个曲轴(21、22)联接到输出驱动器(38)的设置，所述齿隙减小齿轮(100)的特征在于：
第一齿轮(105)，其具有齿轮齿和用于接收油的凹部(310、210)；
第二齿轮(115)，其具有齿轮齿和用于在所述第一齿轮(105)中的所述凹部内适配和移动的突起(220)；
齿轮柱(125)，所述第一齿轮(105)和所述第二齿轮(115)被安装在所述齿轮柱(125)上，所述第一齿轮(105)和所述第二齿轮(115)被配置为绕所述齿轮柱(125)旋转；
油槽(230)，其形成在所述第一齿轮(105)和所述第二齿轮(115)之间，所述油槽(230)与所述凹部(310、210)流体连通；
进油口(226)，其与油源和所述凹部(310、210)流体连通；
漏油孔(135)，其与所述油槽(230)和/或所述凹部(310、210)流体连通；和止回阀(340、540)，其与所述进油口(226)和所述凹部(310、210)流体连通，所述止回阀(340、540)被配置为将所述齿隙减小齿轮(100)内的静态液压保持在维持所述齿轮系(30)中所述齿隙减小齿轮(100)和至少一个相邻齿轮之间的最小齿隙的水平。
2.根据权利要求1所述的齿隙减小齿轮(100)，其中所述齿轮柱(125)包括与加压油源的流体连接。
3.根据权利要求1所述的齿隙减小齿轮(100)，其包括用于接收油的两个或更多个凹部(310、210)和用于在所述凹部(220)内适配和移动的两个或更多个突起(220)。
4.根据权利要求1-3所述的齿隙减小齿轮(100)，其中所述油槽(230)包括在所述第一齿轮(105)中的凹槽、切口、通道、沟、槽、管道、凿槽等，和/或在所述第二齿轮(115)中的凹槽、切口、通道、沟、槽、管道、凿槽等。
5.一种对置活塞内燃发动机(10)，其包括：齿轮系(30)，所述齿轮系(30)具有齿轮(36a、39a、37、39b、36b)将至少一个曲轴(21、22)联接到输出驱动器(38)的设置；包括油源的供油系统；和根据权利要求1-4中任一项所述的齿轮系(30)中的齿隙减小齿轮(100)。
6.根据权利要求5所述的对置活塞内燃发动机(10)，其中所述齿轮系(30)包括两个或更多个齿隙减小齿轮(100)。
7.根据权利要求5所述的对置活塞内燃发动机(10)，其中对于所述齿轮系(30)中的每一对相邻齿轮，所述齿轮系(30)包括至少一个齿隙减小齿轮(100)。
8.一种用于动态调整对置活塞内燃发动机(10)的齿轮系(30)中的两个相邻齿轮之间的齿隙的方法，所述对置活塞内燃发动机(10)具有至少一个汽缸(12)，所述汽缸(12)具有纵向分开的排气口(14)和进气口(16)以及在所述汽缸(12)的孔中彼此相反设置的一对活塞，所述一对活塞中的每个活塞被连接到曲轴(21、22)，每个曲轴(21、22)被连接到所述齿轮系(30)中的曲柄齿轮(36a、36b)，使得有根据权利要求1所述的齿隙减小齿轮(100)邻近所述齿轮系(30)中的至少一个配对齿轮，所述方法包括：
向所述齿隙减小齿轮(100)中的凹部提供油；
响应于所述凹部(310、210)中的所述油施加的液压，使所述齿隙减小齿轮(100)的第一齿轮(105)和第二齿轮(115)相对于彼此旋转，直到旋转被所述至少一个配对齿轮的齿限制；以及
将所述凹部内的静态液压保持在减小所述齿隙减小齿轮和所述至少一个配对齿轮的齿之间的齿隙的水平。
用于对置活塞发动机的齿轮齿隙控制
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2016年6月8日提交的名称为“用于对置活塞发动机的齿轮齿隙控制”的美国专利申请No.15/176,818的优先权。本申请包含与以下待审美国专利申请的主题相关的主题：2012年2月23日提交并公开为US 2012/0285422的美国申请13/385,539；2013年4月8日提交并公开为US 2014/0299109的美国申请13/858,943；2013年7月17日提交的美国申请13/944,787，现为专利9,618,108；2013年11月7日提交并公开为US 2015/0020629的美国申请14/074,618；2014年8月4日提交并公开为US 2016/0033030的美国申请14/450,747；和2016年4月29日提交的美国申请15/142,261。
技术领域
[0003] 本领域是降低内燃发动机中的噪音、振动和不平顺性(NVH)。更具体地，本领域包含通过控制齿轮间隙降低对置活塞发动机的齿轮系中的齿轮噪音和振动。
背景技术
[0004] 内燃发动机中的齿轮振动和碰撞可导致强烈的呜呜声、尖锐的脉冲噪声(例如，咯咯声)，或二者都有。这些噪声会导致车辆中的驾驶员和乘客极度不适。发动机呜呜声和咯咯声还增加持续的杂音，这种杂音会使得靠近运输路线变得令人不快。因此，与车辆相关的性能标准和环境法规越来越多地包括NVH限制。
[0005] 齿隙是通常存在于啮合齿轮中的空隙(例如，间隙)，其导致制造公差，防止齿轮在较高工作温度下结合，并导致在发动机运转期间可存在的其他齿轮变化。在对置活塞发动机的齿轮系中，在扭矩反转期间，在啮合中驱动齿轮与对应的从动齿轮的两个侧面接触，从而产生齿轮咯咯声，尤其是当系统中存在过多齿隙时。
[0006] 具有双曲轴的对置活塞发动机的齿轮系固有地经历在啮合中相邻齿轮的齿之间失去接触从而产生咯咯声和振动的事件。例如，在曲轴(即，曲柄引线)之间提供相位差以便区分孔开启和关闭时间的情况下，齿轮系在每个发动机运转周期至少经历一次扭矩反转事件。即使没有曲轴间相位差，瞬时齿轮间扭矩反转也会由惰轮反弹、齿轮旋转变形、轴旋转变形或其组合中的任何一个引起。当存在齿轮齿隙时，扭矩反转导致齿轮系咯咯声。
[0007] 对置活塞发动机中的齿隙控制可以是噪声控制、摩擦损失最小化和齿轮系中扭矩的有效传递之间的平衡。传统齿隙控制包括在发动机运转之前(例如，惰齿轮的运动、选择适合齿轮的使用)、或者可能附加地在发动机的运转和改变之后固定发动机的齿隙的方法和装置，但是动态齿隙控制不是这些传统控制的特征。传统类型的剪式齿轮(诸如美国专利5,979,259中所述的)用一个或多个扭转弹簧预张紧，以在齿轮啮合中占去剪式齿轮和相邻齿轮之间的间隙。
发明内容
发明内容
[0008] 在下面描述的实施方式中提供了用于动态液压控制具有一个或多个曲轴的对置活塞发动机中的齿隙的系统和方法。齿轮系中的两个或更多个相邻齿轮之间的齿隙量可以在发动机运转期间被动态且自动地调整。
[0009] 在一些实施例中提供了与对置活塞发动机一起使用的液压齿隙控制系统，其包括液压流体(例如，气体、液体、油、冷却剂、压缩气体等)源和拼合或剪式齿轮，该齿轮主要由液压力使该齿轮的第一部分相对于该齿轮的第二部分旋转，以减小齿轮齿隙。对置活塞发动机可以是具有至少一个汽缸的二冲程循环内燃发动机，汽缸具有纵向分开的排气口和进气口以及在汽缸的孔中彼此相反设置的一对活塞，这对活塞中的每个活塞被连接到曲轴，每个曲轴被连接到齿轮系中的曲柄齿轮，使得齿轮系中有第一曲柄齿轮和第二曲柄齿轮。液压齿隙控制系统可以包括齿隙减小齿轮，所述齿隙减小齿轮包括具有齿轮齿和用于接收油的凹部的第一齿轮、具有齿轮齿和用于在第一齿轮中的凹部内适配和移动的突起的第二齿轮、第一齿轮和第二齿轮安装在其上的齿轮柱(其中第一齿轮和第二齿轮被配置为绕齿轮柱旋转)、形成在第一齿轮和第二齿轮之间的油槽(其中油槽与凹部流体连通)、与油槽和/或凹部流体连通的进油口以及与进油口和凹部流体连通的止回阀，其中止回阀被配置为将齿隙减小齿轮内的静态液压保持在维持齿轮系中齿隙减小齿轮和至少一个相邻齿轮之间的最小齿隙的水平。在任何合理组合的液压齿隙控制系统的一些实施例中可以存在以下特征。
[0010] 在一些实施方式中，齿轮柱可以包括与加压油源的流体连接。齿轮可以包括用于接收油的两个或更多个凹部和用于在凹部内适配和移动的两个或更多个突起。在齿隙减小齿轮的一些实施方式中，油槽可以包括在第二齿轮中的凹槽、切口、通道、沟、槽、管道、凿槽等。
[0011] 在相关方面，在本文描述的一些实施方式中提供了具有用于减小齿轮齿隙的拼合或剪式齿轮的对置活塞发动机，该拼合或剪式齿轮主要由液压力使该齿轮的第一部分相对于该齿轮的第二部分旋转。
[0012] 在进一步的相关方面，在一些实施方式中提供了对置活塞发动机的齿轮系中的动态齿隙控制的方法，该发动机具有用于减小齿轮齿隙的拼合或剪式齿轮，该拼合或剪式齿轮主要由液压力使该齿轮的第一部分相对于该齿轮的第二部分旋转。附图说明
[0013] 图1是对置活塞发动机中汽缸、活塞和齿轮系的设置的侧面正视图。
[0014] 图2示出了与对置活塞发动机一起使用的齿轮的示意图。
[0015] 图3A示出了图2中所示齿轮的内部的视图。图3B示出了图3A中所示齿轮的内部的变化，其包括偏置线性弹簧。
[0016] 图4示出了图2中所示齿轮的横截面视图。
[0017] 图5A示出了与图2中所示齿轮一起使用的示例性阀，并且图5B更详细地示出了该示例性阀。
[0018] 图6示出了由三个齿轮组成的用于齿轮系中齿隙减小的拼合或剪式齿轮的横截面视图。
[0019] 图7示出了根据一些实施方式的用于动态调整齿隙的示例性方法的流程图。
具体实施方式
[0020] 描述了用于对置活塞发动机中动态控制齿隙的专用齿轮、系统和方法。通过使用齿隙减小齿轮，可以动态调整齿轮系中至少两个相邻齿轮之间的齿隙量，并且同时在发动机运转期间由于相邻齿轮的齿之间失去接触(由于例如系统扭矩反转)而导致的噪声和咯咯声可以得到抑制。当发动机正在运转时，对至少两个相邻齿轮之间的齿隙进行调整可以是连续的并响应于发动机的变化，例如温度或磨损。本文描述的齿隙减小齿轮、系统和方法使用具有至少两个带齿齿轮的多部件齿轮，如剪式齿轮，但不依靠弹簧来分开齿轮。通过使用液压力，多部分齿轮被动态且持续地致动。
[0021] 图1示出了具有相关联的齿轮系的对置活塞发动机中的汽缸、活塞和曲轴的设置，所述齿轮系可以包括齿隙减小齿轮。该图示出了三缸设置，但这不是限制性的；实际上，图1中描绘的基本架构适用于具有更少或更多汽缸的对置活塞发动机。对置活塞发动机10包括汽缸12，每个汽缸12包括排气口14和进气口16。优选地，汽缸包括被固定地安装在形成于发动机机架或缸体18中的通道中的衬套(也称为“套筒”)。一对活塞(在该图中未示出)被设置成用于在每个汽缸12的孔中反向往复运动。对置活塞发动机10包括互连曲轴系统，该系统包括两个可旋转安装的曲轴21和22以及连接两个曲轴并将它们联接到动力输出轴(“PTO轴”)的曲轴齿轮系30。曲轴21和22通过主轴承装置(未示出)被安装到发动机，一个位于发动机缸体18的底部而另一个位于顶部。曲轴齿轮系30被支撑在发动机缸体18的其中一端并被容纳在其中的隔室31中，隔室31通过活动盖32进入。
[0022] 根据图1，每个活塞对中的其中一个活塞通过连杆总成27被联接到曲轴21的相应曲柄轴颈23；另一个活塞通过连杆总成29被联接到曲轴22的相应曲柄轴颈25。曲轴21和22沿其纵向轴线以间隔开的平行布置方式设置。曲轴齿轮系30包括多个齿轮，包括两个输入齿轮36a和36b，它们被固定到曲轴21和22的相应端部以随其旋转。输出齿轮37被安装成在轴或柱上旋转。输出齿轮37绕输出旋转轴线A驱动动力输出轴38。在该配置中，提供了两个惰齿轮39a和39b，每个惰齿轮被安装成在固定轴或柱40上旋转。惰齿轮39a与输入齿轮36a和输出齿轮37啮合；惰齿轮39b与输入齿轮36b和输出齿轮37啮合。由于曲轴齿轮系30的这种配置，曲轴21和22是同步旋转的，也就是说，它们沿相同方向旋转。然而，这并不意味着限制本公开的范围。实际上，根据本说明书的齿轮系构造可以具有更少或更多的齿轮，并且可以具有反向旋转的曲轴。因此，虽然5个齿轮被示出用于曲轴齿轮系30，但是任何特定曲轴齿轮系的齿轮的数量和类型仅由发动机设计决定。例如，曲轴齿轮系30可以包括一个惰齿轮用于反向旋转，或者两个惰齿轮(如图所示)用于同步旋转。
[0023] 图2示出了齿隙减小齿轮100的外部视图200。齿轮100是由第一齿轮105和第二齿轮115组成的复合齿轮，第一齿轮105和第二齿轮115围绕齿轮100被安装在其上的齿轮柱125旋转，并且齿轮柱125将齿轮支撑在齿座或齿轮系壳上。在第二齿轮115的面上，示出了出油口(例如，出口洞或孔)135。齿隙减小齿轮100可以与剪式齿轮类似，使得第一齿轮105和第二齿轮115可以绕齿轮柱125旋转以产生不同有效宽度的齿轮齿。
[0024] 图3A示出了图2中所示齿隙减小齿轮100的内部视图300。在图3A中，示出了第一齿轮105和部分第二齿轮115。在内部视图330中还可以看到的是：止回阀340、在齿轮柱中的进油口、在第一齿轮105中的凹部310、在第二齿轮115中的突起220、油槽230以及指示第一齿轮105和第二齿轮115相对于彼此旋转的箭头250、251和指示油流动路径的箭头252。图3B示出了在凹部310中具有线性弹簧360以偏置突起220的齿隙减小齿轮100的替代实施例。在液压力可以使齿隙减小齿轮的第一齿轮和第二齿轮旋转之前，线性弹簧可以帮助减小发动机启动时的齿隙。由线性弹簧施加的力不会引起过大的力，例如将会导致齿轮系中的摩擦的力。齿隙减小齿轮100在齿轮内(例如，在油槽230中)没有扭转弹簧。
[0025] 图4是图2和图3A中所示的齿隙减小齿轮100的横截面视图400。在该视图400中，第一齿轮105和第二齿轮115被示为穿过它们的中心被切开，也切穿齿轮柱125和进油口226。还示出了第一齿轮105中的凹部210以及出油口135。从视图300看，图3A中所示的油流动路径252是有意义的，因为可以看到进油口226延伸穿过齿轮柱的大部分厚度，并且出油口135被示为在第一齿轮中的凹部210和第二齿轮115的外部之间连通。
[0026] 图2、图3A、图3B和图4中所示的齿隙减小齿轮100可以以下列方式操作。第一齿轮105和第二齿轮115均具有齿。当齿隙减小齿轮100在空挡位置时，有效齿厚(例如，齿轮齿的宽度)可以等于第一齿轮或第二齿轮的齿的厚度(无论哪个更宽)。齿轮被放置在配对齿轮旁边。配对齿轮的齿可以分开得足够远(例如，具有足够齿距)，从而需要增加齿轮100的齿轮齿的有效宽度。受压油通过齿轮柱125中的进油口226被供入齿轮100。油沿路径252移动进入第一齿轮105中的凹部210，推挤第二齿轮中的突起220。油还可以沿油槽230流动，以使液压被施加在突起220的所有侧面上。油槽230可以在第一齿轮105或第二齿轮115中被形成为凹槽、切口、通道、沟、槽、管道、凿槽等，同时齿隙减小齿轮100中的另一个齿轮(例如，第二齿轮或第一齿轮)形成盖或封装油槽230。替代地，油槽230可以由第一齿轮105中的凹槽、切口、通道、沟、槽、管道、凿槽等或第二齿轮115中的凹槽、切口、通道、沟、槽、管道、凿槽等形成。油槽230可以在第一齿轮105和/或第二齿轮115中被机加工、铸造、蚀刻或以其他方式形成。
[0027] 当油推挤突起220时，第二齿轮115相对于第一齿轮105旋转(如箭头251所示)，直到齿轮齿的有效宽度与配对齿轮的齿的间距匹配。在扭矩反转事件期间，随着配对齿轮的齿的间距减小，齿轮100的齿的有效宽度将减小，第一齿轮105和第二齿轮115的齿的外侧移动得更靠近在一起，如箭头250所表明的旋转所示。由于发生这种齿宽减小，油将从凹部210通过出油口135(例如，受控的漏油孔)排出到齿轮100外。
[0028] 图5A是齿轮的示意图，其示出了第一齿轮105、第二齿轮115、齿轮柱125、进油口226、允许油沿流动路径252流到第一齿轮105中的凹部210的通道229。在运转期间，当齿轮齿的有效厚度减小且之后需要再次增大时，齿轮中的油向上移动穿过齿轮柱125，进入进油口226和通道229，并且进入位于第一齿轮105中的凹部210中的止回阀540。齿轮中的油压在齿隙减小齿轮和配对齿轮失去接触时会下降，并且油可被允许通过止回阀540瞬间进入凹部210和油槽230，而且以这种方式减小或消除齿轮啮合中的齿隙。图5B示出了止回阀540的较近视图。止回阀540包括挡圈541和球-弹簧对545。挡圈541允许止回阀被插入齿隙减小齿轮。只要油源处于足以克服由球-弹簧对545的弹簧施加的偏压的压力下，在这些机构中的油压小于油源施加的压力时，球-弹簧对545允许油进入油槽230和凹部210。
[0029] 在使用中，发动机的齿轮系可以具有与配对齿轮相邻的至少一个齿隙减小齿轮(例如，曲柄齿轮、惰齿轮或驱动齿轮)。每个齿隙减小齿轮通过其安装在其上的齿轮柱中的进口接收来自油源的加压油。加压油可以来自向齿轮的主轴承供给油的同一通道。在发动机点火之前，加压油可以借助于专用泵、螺线管等被施加到齿隙减小齿轮。在发动机启动之前施加加压油可以减小齿轮系中的齿隙，并转而在发动机运行的整个时间期间降低发动机中的噪音，甚至在启动和停止运转期间也是如此。
[0030] 加压油从进口穿过通道行进到齿隙减小齿轮中的凹部中的止回阀。止回阀可以是任何类型的允许油从源流入齿隙减小齿轮直到齿隙已被减小或消除的止回阀。在图5A和图5B中，所示的止回阀具有球和弹簧，球和弹簧移动以限制油流过阀。弹簧可以朝着关闭阀的方向偏置球并且可以具有相关的开启压力。当供应至齿隙减小齿轮的油超过该开启压力时，图5A和图5B中所示的球移动，从而允许油进入齿轮。油对齿隙减小齿轮的内部，特别是凹部和油槽，加压。齿隙减小齿轮的第一齿轮和第二齿轮相对于彼此移动，以使由第一齿轮和第二齿轮产生的有效齿轮齿的宽度增大。这种相对移动(即，旋转)持续直到齿隙被完全占据。齿隙减小齿轮中的止回阀的操作类似于如美国专利6,598,572中所述的用于气门机构的液压间隙调整器中的止回阀的操作。在液压间隙调整器中，油流入止回阀的腔室，并且油只能缓慢地从止回阀逸出，使得间隙调整器与气门机构中的摇臂保持接触。
[0031] 配对齿轮的齿在齿隙减小齿轮的第一齿轮和第二齿轮上施加反作用力。该力导致凹部中的压力增加。当凹部中的压力超过来自供油的压力时，例如在扭矩反转事件期间，止回阀立即关闭并且油通过受控的漏油孔漏出。虽然附图显示齿隙减小齿轮仅具有一个凹部和突起以移动齿隙减小齿轮的第一齿轮和第二齿轮，但是每个齿隙减小齿轮可以具有不止一个凹部和突起，例如两个凹部和突起、三个凹部和突起、四个凹部和突起、或更多。在这种具有多个凹部和突起的齿隙减小齿轮的实施方式中，所有凹部可以在第一齿轮中并且所有突起可以在第二齿轮中。替代地，第一齿轮可以同时具有一个或多个凹部和一个或多个突起，并且第二齿轮可以同时具有一个或多个凹部和一个或多个突起。
[0032] 当配对齿轮的齿更靠近在一起时，并且在某些情况下齿距减小(例如，由于齿轮升温)，齿隙减小齿轮的齿还可以移动以使得有效齿厚更小。当发生这种情况时，油可以以受控方式漏出。漏油可以通过受控的漏油孔发生。该孔的尺寸可以设定成允许油在齿隙减小齿轮内的特定油位或压力下以有限速率泄漏。替代地或附加地，控制系统可以改变油从齿轮漏出的速率或供应的油的压力。油从齿轮漏出的速率或供应给齿隙减小齿轮的油的压力可以被一个或多个专用泵、一个或多个阀、控制漏油孔的尺寸的隔膜或其组合控制。替代地，在一些实施方式中，齿隙减小齿轮可以被配置为在没有漏油孔的情况下保持齿轮内的预设压力。
[0033] 设定和改变齿隙减小齿轮内的压力的控制装置可以响应于发动机的状态(例如，发动机的转速、负载等)而致动。替代地或附加地，控制装置(诸如泵、隔膜、阀等)可以致动以保持齿隙减小齿轮内的预设最大压力。除了控制发动机的其他功能之外，控制器(例如，发动机控制单元)还可以使控制装置致动。
[0034] 齿隙减小齿轮有时经历内部液压的下降。内部液压的这种下降可以对应于齿隙减小齿轮和配对齿轮之间的间隙的增大。止回阀将自动工作以允许来自供油的更多油流入齿轮。以此方式，可以使用液压自动调整(例如，最小化)齿轮系中的齿隙。
[0035] 在发动机的齿轮系中，本文所述的齿隙减小齿轮可以与至少一个其他齿轮相邻放置。齿轮系可以具有三个或更多个齿轮。对于每对相邻齿轮，至少一个齿轮可以是齿隙减小齿轮以最小化齿隙并允许发动机更好地适应系统扭矩反转，从而减少发动机咯咯声。全液压齿隙减小齿轮将足够坚硬以赋予减震性能，从而减少发动机咯咯声并减小齿隙，但没有由被弹簧预张紧的剪式齿轮引起的摩擦损失。
[0036] 与图1中所示类似的齿轮系可以包括一个或多个齿隙减小齿轮，例如具有第一齿轮和第二齿轮的齿隙减小齿轮，如上文所述。齿轮系30中的齿隙减小齿轮的数量可以对应于包括至少一个齿隙减小齿轮的每对相邻齿轮。在齿轮系中，一种可能的齿轮设置将在齿轮系的外面第一位置处具有齿隙减小齿轮作为输入齿轮(例如，图1中的36a或36b)。在如图1所示的具有5个齿轮的齿轮系中，中间齿轮(例如，输出齿轮37)和其他输入齿轮也将是齿隙减小齿轮，但是在该配置中其中一个惰齿轮(例如，图1中的39a或39b)也可以是齿隙减小齿轮。当上文所述的齿隙减小齿轮与具有固定齿厚和齿距的两个齿轮相邻时，齿隙减小齿轮的齿于是可以调整以适应具有最小间隙量的啮合。如图2-5B所示的具有两个相邻齿轮(其具有不同的固定齿轮齿间距)的齿隙减小齿轮只能容纳其中一个齿轮的事实意味着在齿轮系中仍将存在齿隙，但可能没有仅使用固定齿间距的传统齿轮的齿隙大。为了消除齿轮系中的全部齿隙，所需齿轮系中具有第一齿轮和第二齿轮的齿隙减小齿轮的数量对应于齿轮系中齿轮啮合的数量。也就是说，对于具有n个齿轮的齿轮系，需要n-1个具有第一齿轮和第二齿轮的齿隙减小齿轮来消除整个齿隙。
[0037] 在一些实施方式中，齿隙减小齿轮600可以具有三个齿轮：第一齿轮605、第二齿轮615和第三齿轮620，如图6所示。这种齿隙减小齿轮600可以容纳具有固定齿间距或固定中心距的两个相邻的齿轮680、690。这种齿隙减小齿轮600的一种配置包括第一齿轮605、第二齿轮615和第三齿轮620，其中第一齿轮605和第三齿轮620可以在液压力下绕第二齿轮615独立地旋转。如图6所示，第二齿轮615可以在两侧均具有凹部，以容纳第一齿轮605和第三齿轮620的突起，并且每个凹部从齿轮柱625通过齿轮柱和第二齿轮中的一个或多个通道
629并从第一齿轮605或第三齿轮620中的槽630接收液压流体(例如，气体、液体、油、冷却剂、压缩气体等)。每个凹部可以具有在对应的突起中的止回阀640以及受控的漏油孔。第一齿轮605和第二齿轮615可以与第一相邻齿轮680啮合，而第二齿轮615和第三齿轮620与第二相邻齿轮690啮合。齿隙减小齿轮600的第一齿轮605可以相对于第二齿轮615旋转，直到第一相邻齿轮680与由第一齿轮605和第二齿轮615的齿形成的有效齿之间的间隙消除。齿隙减小齿轮600的第三齿轮620可以相对于第二齿轮615旋转，以消除第二相邻齿轮690与齿隙减小齿轮600的这部分之间的齿隙。第一齿轮605和第三齿轮620的旋转可以通过受压的流体(例如，油)的进口来实现，并且第一齿轮605和第三齿轮620可以移动，如上文关于两部分齿隙减小齿轮所描述的。
629并从第一齿轮605或第三齿轮620中的槽630接收液压流体(例如，气体、液体、油、冷却剂、压缩气体等)。每个凹部可以具有在对应的突起中的止回阀640以及受控的漏油孔。第一齿轮605和第二齿轮615可以与第一相邻齿轮680啮合，而第二齿轮615和第三齿轮620与第二相邻齿轮690啮合。齿隙减小齿轮600的第一齿轮605可以相对于第二齿轮615旋转，直到第一相邻齿轮680与由第一齿轮605和第二齿轮615的齿形成的有效齿之间的间隙消除。齿隙减小齿轮600的第三齿轮620可以相对于第二齿轮615旋转，以消除第二相邻齿轮690与齿隙减小齿轮600的这部分之间的齿隙。第一齿轮605和第三齿轮620的旋转可以通过受压的流体(例如，油)的进口来实现，并且第一齿轮605和第三齿轮620可以移动，如上文关于两部分齿隙减小齿轮所描述的。
[0038] 如上文所述，具有两个或更多个齿轮(例如，n个齿轮)的齿轮系可以具有一个或更多个齿隙减小齿轮。例如，具有n个齿轮的齿轮系，一个齿轮可以是齿隙减小齿轮，n-1个齿轮可以是齿隙减小齿轮，n-2个齿轮可以是齿隙减小齿轮，直到n个齿轮(即，齿轮系中的所有齿轮)可以是齿隙减小齿轮。齿轮系中的齿隙减小齿轮可以都是具有第一和第二齿轮的齿轮(例如，图2-5B中所示的齿轮)，或者所有齿隙减小齿轮可以是具有第一、第二和第三齿轮(例如，图6中所示的齿轮)的齿轮。替代地，齿轮系中的齿隙减小齿轮可以是具有第一和第一齿轮的齿轮与具有第一、第二和第三齿轮的齿轮的组合。在一些实施方式中，在齿轮系中，单个齿轮柱可以被附接到两个或更多个齿轮(例如，至少一个齿隙减小齿轮和一个传统齿轮)，或者被附接到两个或更多个齿隙减小齿轮。被附接到两个或更多个齿轮的齿轮柱可以允许齿轮系容纳多种尺寸的齿轮(例如，具有多种直径的齿轮)。
[0039] 图7示出了使用齿隙减小齿轮(例如，如上所述的那些齿轮)以消除齿轮系中两个相邻齿轮之间的齿隙的方法。该方法从向齿隙减小齿轮中注入油开始，如710中。齿隙减小齿轮是具有至少第一齿轮和第二齿轮的多部分齿轮(诸如剪式齿轮)，第一齿轮和第二齿轮可以相对于彼此旋转以允许齿轮的有效齿厚根据需要增厚。如上所述，油通过围绕凸起或凸缘的油槽穿过齿轮柱中的进油口行进到齿隙减小齿轮中的凹部(或多个凹部)。允许油进入齿隙减小齿轮导致齿移动，从而消除该齿轮和来自相邻齿轮的配对齿之间的间隙，如720中。油推动在齿隙减小齿轮的凹部内的突起。由于突起被固定地附接到齿隙减小齿轮的第二齿轮，因此第一齿轮和第二齿轮相对于彼此移动，并且齿轮齿的有效宽度被调整。在齿轮和相邻齿轮之间的所有间隙被占据后，齿隙减小齿轮可以对发动机的变化(例如，由于温度的升高导致相邻齿轮中齿之间的间距缩小或齿距改变)做出反应，如730中。当发生这种情况时，如图2-图5B所示的齿隙减小齿轮的第一齿轮和第二齿轮相对于彼此移动，并且油从漏油孔漏出。止回阀确保在齿隙减小齿轮内保持适量的静态液压，以使其齿与其相邻齿轮中的至少一个轮齿的齿完全配对。当齿隙量增大时，例如当发动机冷却时，第一和第二齿轮需要旋转以消除间隙，如740中。齿隙减小齿轮内的静态液压可以增加以再次移动第一和第二齿轮部分的齿。该过程在发动机的整个运转期间持续进行，因此间隙和系统扭矩反转不会引起由摩擦导致的过大齿轮咯咯声或高效率损失。
[0040] 齿隙减小齿轮除了能够自动且动态地调整以适应变化的发动机状态，齿隙减小系统还可以包括可以改变供应给一个或多个齿隙减小齿轮的油的压力的供油系统。齿隙减小系统还(或替代地)可以包括漏油控制系统以控制油从一个或多个齿隙减小齿轮流出，从而调节这些齿轮内的压力。
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