CN103370560B - 对称式牵引驱动装置、机械-涡轮增压器以及在对称式牵引驱动装置中传输旋转机械能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对称式牵引驱动装置，所述对称式牵引驱动装置使用阶梯状滚轮，所述阶梯状滚轮具有用于在轴和传动齿轮之间传输旋转机械能的牵引表面。所述阶梯状滚轮安装在托架中，所述托架设置在大致对称的两个环形齿轮之间。所述环形齿轮的倾斜牵引表面与所述阶梯状滚轮的两侧上的内牵引表面配合。因为力施加在所述阶梯状滚轮的两侧的内牵引表面上，所以在所述阶梯状滚轮两侧上的力大致平衡。所述阶梯状滚轮的外牵引表面与所述轴上的牵引表面配合。

Description

对称式牵引驱动装置、机械-涡轮增压器以及在对称式牵引驱动装置中传输旋转机械能的方法
相关申请的交叉引用
本申请基于RyanSherrill、SterlingHolman、EdVanDyne和WaynePenfold于2010年12月23日提交的申请号为61/427,084、名称为“SYMMETRICALTRACTIONDRIVE（对称式牵引驱动装置）”的临时专利申请，并且要求该临时专利申请的优先权。上述临时专利申请的所有公开和教导的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
背景技术
在现有技术中，牵引驱动系统已用于各种用途和各种环境中。牵引驱动装置通常用于CVT应用以及超过50,000rpm的高速驱动系统。牵引驱动装置可用于替代齿轮系统，并且在许多情况下可以与齿轮系统互换使用。牵引驱动装置的优点是具有光滑的牵引表面，与齿轮相比，这种光滑的牵引表面使牵引驱动装置具有更大的传动比变化范围并且能够用于更高的速度。牵引驱动装置使用牵引液，牵引液在牵引驱动装置的界面处产生摩擦表面，以便引起牵引表面之间的粘附。
发明内容
本发明的实施例可包括一种在牵引驱动装置中传输旋转机械能的方法，该方法包括：获得具有轴牵引表面的轴；获得具有内滚轮牵引表面和外滚轮牵引表面的滚轮；将滚轮安装在托架中，使得滚轮的外滚轮牵引表面被设置成与轴牵引表面旋转配合；在滚轮的相对两侧上设置牵引环，使得牵引环的牵引环牵引表面与滚轮的内滚轮牵引表面配合；将牵引环推压在一起以产生力，所述力迫使滚轮的内滚轮牵引表面和牵引环的牵引环牵引表面抵靠在一起，从而产生位于滚轮和牵引环之间的牵引界面，该牵引界面在牵引环和滚轮之间传输旋转机械能，所述力使托架弯曲并且迫使滚轮的外滚轮牵引表面抵靠在轴牵引表面上，以在轴牵引表面上产生压力，该压力增加轴牵引表面中的摩擦以在轴和滚轮之间传输旋转机械能。
本发明的实施例还可包括牵引驱动装置，该牵引驱动装置包括：具有轴牵引表面的轴；具有内滚轮牵引表面和外滚轮牵引表面的滚轮；具有挠性侧壁的托架，托架支撑滚轮，使得滚轮的外滚轮牵引表面被设置成与轴牵引表面旋转配合；具有倾斜环牵引表面的牵引环，该倾斜环牵引表面与内滚轮牵引表面配合并且产生作用在内滚轮牵引表面上的力，内滚轮牵引表面和倾斜环牵引表面产生倾斜的牵引界面，该牵引界面在滚轮和牵引环之间传输旋转机械能，从而使挠性侧壁弯曲并且迫使滚轮的外滚轮牵引表面抵靠在轴牵引表面上以产生轴牵引界面，该轴牵引界面在滚轮和轴之间传输旋转机械能。
本发明的实施例还可包括一种在高速装置和低速装置之间传输旋转机械能的方法，该方法包括：获得对称式牵引驱动装置（包括：获得具有轴牵引表面的轴；获得具有内滚轮牵引表面和外滚轮牵引表面的滚轮；将滚轮安装在托架中，使得滚轮的外滚轮牵引表面被设置成与轴牵引表面旋转配合，以便产生轴牵引界面；在所述滚轮的相对两侧上设置牵引环，使得牵引环的牵引环牵引表面与滚轮的内滚轮牵引表面配合；将牵引环推压在一起以产生力，所述力迫使所述滚轮的所述内滚轮牵引表面和所述牵引环的所述牵引环牵引表面抵靠在一起，从而产生位于所述滚轮和所述牵引环之间的倾斜牵引界面，所述倾斜牵引界面在所述牵引环和所述滚轮之间传输旋转机械能，所述力还迫使所述滚轮的所述外滚轮牵引表面抵靠在所述轴牵引表面上以在所述轴牵引界面上产生压力，所述压力在所述轴牵引界面中产生摩擦以在所述轴和所述滚轮之间传输旋转机械能）；将高速装置联接至轴；将至少一个环形齿轮联接至牵引环；将传动齿轮联接至至少一个环形齿轮；将低速装置联接至传动齿轮。
本发明的实施例还可包括一种用于在高速装置和低速装置之间传输旋转机械能的系统，该系统包括：对称式牵引驱动装置（包括：具有轴牵引表面的轴；具有内滚轮牵引表面和外滚轮牵引表面的滚轮；托架，该托架支撑滚轮，使得滚轮的外滚轮牵引表面被设置成与轴牵引表面旋转配合；具有倾斜环牵引表面的牵引环，所述倾斜环牵引表面与所述内滚轮牵引表面配合并且产生作用在所述内滚轮牵引表面上的力，所述内滚轮牵引表面和所述倾斜环牵引表面产生倾斜牵引界面，所述倾斜牵引界面在所述滚轮和所述牵引环之间传输旋转机械能，从而迫使所述滚轮的所述外滚轮牵引表面抵靠在所述轴牵引表面上以产生轴牵引界面，所述轴牵引界面在所述滚轮和所述轴之间传输旋转机械能）；联接至轴的高速装置；联接至牵引环的至少一个环形齿轮；接合少一个环形齿轮的传动齿轮；联接至传动齿轮的低速装置。
具体地说，本发明提供了如下方案：
方案1.一种在牵引驱动装置中传输旋转机械能的方法，所述方法包括：
获得具有轴牵引表面的轴；
获得具有内滚轮牵引表面和外滚轮牵引表面的多个滚轮；
将所述滚轮安装在托架中，使得所述滚轮的所述外滚轮牵引表面被设置成与所述轴牵引表面旋转配合，以便产生轴牵引界面；
在所述滚轮的相对两侧上设置牵引环，使得所述牵引环的牵引环牵引表面与所述滚轮的所述内滚轮牵引表面配合；
将所述牵引环推压在一起以产生力，所述力迫使所述滚轮的所述内滚轮牵引表面和所述牵引环的所述牵引环牵引表面抵靠在一起，从而产生位于所述滚轮和所述牵引环之间的倾斜牵引界面，所述倾斜牵引界面在所述牵引环和所述滚轮之间传输旋转机械能，所述力还迫使所述滚轮的所述外滚轮牵引表面抵靠在所述轴牵引表面上以在所述轴牵引界面上产生压力，所述压力在所述轴牵引界面中产生摩擦以在所述轴和所述滚轮之间传输旋转机械能。
方案2.根据方案1所述的方法，其中，所述在所述滚轮的相对两侧上设置牵引环的步骤还包括：
在所述滚轮的相对两侧上设置牵引环，使得所述牵引环上的所述牵引环牵引表面以大约一度至大约二十度的角度与所述滚轮的所述内滚轮牵引表面配合，从而产生迫使所述外牵引表面抵靠在所述轴牵引表面上的杠杆作用。
方案3.根据方案1所述的方法，其中，所述将所述滚轮安装在托架中的步骤还包括：
将所述滚轮安装在所述托架中，使得所述滚轮能够在所述托架之间横向平移，并且由所述环形齿轮上的所述倾斜牵引表面产生的作用在所述滚轮的所述内滚轮牵引表面上的力在所述滚轮的两侧上大致平衡。
方案4.根据方案1所述的方法，还包括：
向所述托架中的油管提供加压的牵引液；
将所述牵引液从所述托架喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面上。
方案5.根据方案4所述的方法，其中，所述将所述牵引液从所述托架喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面上的步骤包括：
将所述牵引液从所述托架喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面的闭合侧上，以便给所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面提供牵引液。
方案6.根据方案5所述的方法，其中，所述将所述牵引液从所述托架喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面上的步骤包括：
将所述牵引液从所述托架喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面的打开侧上，以便冷却所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面。
方案7.根据方案1所述的方法，其中，所述将所述滚轮安装在托架中的步骤包括：
将所述滚轮安装在托架中，所述托架具有支柱，所述支柱连接所述托架，所述支柱给所述托架提供结构的完整性，同时允许所述托架在所述托架的安装有所述滚轮的部分处弯曲。
方案8.根据方案1所述的方法，其中，所述牵引环包括环形齿轮。
方案9.根据方案1所述的方法，其中，所述牵引环包括与一组环形齿轮分离的一对环。
方案10.根据方案2所述的方法，还包括：
将所述牵引环安装在轴承上；
使用调节所述轴承在安装面上的位置的调节螺钉将所述牵引环推压在一起。
方案11.根据方案1所述的方法，其中，所述将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用外部控制的可调夹紧方法将所述牵引环推压在一起。
方案12.根据方案11所述的方法，其中，所述使用外部控制的可调夹紧方法将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用马达旋转轴承座来产生所述轴承座的横向平移运动，以便改变作用在所述牵引环上的夹紧力。
方案13.根据方案12所述的方法，还包括：
使用产生控制信号的控制器来控制所述马达。
方案14.根据方案13所述的方法，其中，通过螺纹界面产生所述横向平移运动。
方案15.根据方案13所述的方法，其中，通过滚珠斜面产生所述平移运动。
方案16.根据方案13所述的方法，其中，通过滚珠螺旋产生所述平移运动。
方案17.根据方案11所述的方法，其中，所述外部控制的可调夹紧方法包括：
控制施加在液压平移装置上的液压压力，所述液压平移装置控制施加在所述牵引环上的所述力。
方案18.根据方案11所述的方法，其中，所述外部控制的可调夹紧方法包括：
控制施加在气动平移装置上的气压，所述气动平移装置控制施加在所述牵引环上的所述力。
方案19.根据方案11所述的方法，其中，所述使用外部控制的可调夹紧方法将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用螺纹液压叶片转子，一旦扭矩施加到所述牵引环上，所述螺纹液压叶片转子就旋转并且产生平移运动。
方案20.根据方案11所述的方法，其中，所述外部控制的可调夹紧方法包括：
控制施加到压电元件上的电压，所述压电元件控制施加在所述牵引环上的所述力。
方案21.根据方案1所述的方法，其中，所述将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用力大致恒定的夹紧方法将所述牵引环推压在一起。
方案22.根据方案21所述的方法，其中，所述使用力大致恒定的夹紧方法将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用弹簧将所述牵引环推压在一起。
方案23.根据方案21所述的方法，其中，所述使用力大致恒定的夹紧方法将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用垫片将所述牵引环推压在一起。
方案24.根据方案1所述的方法，其中，所述将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用能够自动变化的夹紧方法将所述牵引环推压在一起。
方案25.根据方案24所述的方法，其中，所述使用能够自动变化的夹紧方法将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用设置在滚珠座圈中的倾斜通道中的多个滚珠，一旦扭矩施加到所述滚珠座圈上，所述滚珠就在所述牵引环中产生平移运动。
方案26.一种牵引驱动装置，包括：
轴，其具有轴牵引表面；
滚轮，其具有内滚轮牵引表面和外滚轮牵引表面；
托架，其支撑所述滚轮，使得所述滚轮的所述外滚轮牵引表面被设置成与所述轴牵引表面旋转配合；
牵引环，其具有倾斜环牵引表面，所述倾斜环牵引表面与所述内滚轮牵引表面配合并且产生作用在所述内滚轮牵引表面上的力，所述内滚轮牵引表面和所述倾斜环牵引表面产生倾斜牵引界面，所述倾斜牵引界面在所述滚轮和所述牵引环之间传输旋转机械能，从而迫使所述滚轮的所述外滚轮牵引表面抵靠在所述轴牵引表面上以产生轴牵引界面，所述轴牵引界面在所述滚轮和所述轴之间传输旋转机械能。
方案27.根据方案26所述的牵引驱动装置，其中，所述滚轮的所述内滚轮牵引表面还包括：
位于所述滚轮的相对两侧上的内滚轮牵引表面，所述内滚轮牵引表面与所述牵引环的所述倾斜环牵引表面配合，所述牵引环设置在所述滚轮的所述相对两侧上，使得在所述内滚轮牵引表面上产生的力在所述滚轮上大致平衡，并且大致均匀地推压所述滚轮的所述外滚轮牵引表面抵靠在所述轴牵引表面上。
方案28.根据方案27所述的牵引驱动装置，还包括：
轴承，其安装在所述托架中，所述轴承允许所述滚轮相对于所述托架旋转并且在所述托架之间平移，使得由所述环形齿轮上的所述倾斜牵引表面产生的作用在所述滚轮的所述内滚轮牵引表面上的力在所述滚轮的每侧上大致平衡。
方案29.根据方案28所述的牵引驱动装置，其中所述滚轮的所述内滚轮牵引表面和所述牵引环的所述倾斜环牵引表面具有大约一度至大约二十度的角度，以便推压所述外滚轮牵引表面抵靠在所述轴牵引表面上。
方案30.根据方案29所述的牵引驱动装置，还包括：
牵引液，其被加压供给到所述托架中的油管中；
喷撒孔，其位于所述托架中，所述喷撒孔将所述牵引液喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面上。
方案31.根据方案30所述的牵引驱动装置，还包括：
喷撒孔，其位于所述托架中，所述喷撒孔将所述牵引液从所述托架喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面的闭合侧上，以便给所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面提供牵引液。
方案32.根据方案30所述的牵引驱动装置，还包括：
喷撒孔，其位于所述托架中，所述喷撒孔将所述牵引液从所述托架喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面的打开侧上，以便冷却所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面。
方案33.根据方案31所述的牵引驱动装置，还包括：
支柱，其连接所述托架，所述支柱给所述托架提供结构的完整性，同时允许所述托架在所述托架的安装有所述滚轮的部分处弯曲。
方案34.根据方案33所述的牵引驱动装置，还包括：
轴承，其安装在所述牵引环上；
调节螺钉，其调节所述轴承相对于固定面的位置，从而将所述牵引环推压在一起。
方案35.根据方案26所述的牵引驱动装置，其中，所述牵引环包括至少一个环形齿轮的一部分。
方案36.根据方案26所述的牵引驱动装置，其中，所述牵引环包括与至少一个环形齿轮分离的环。
方案37.根据方案26所述的牵引驱动装置，还包括：
外部控制的可调致动器，其将所述牵引环推压在一起。
方案38.根据方案37所述的牵引驱动装置，其中，所述外部控制的可调致动器包括螺纹液压叶片转子，一旦液压施加到所述螺纹液压叶片转子上，所述螺纹液压叶片转子就在螺纹界面上旋转以在所述牵引环中产生平移运动。
方案39.根据方案37所述的牵引驱动装置，其中，所述外部控制的可调致动器包括：
马达，其旋转轴承座以产生平移运动。
方案40.根据方案39所述的牵引驱动装置，还包括：
控制器，其产生控制所述马达的控制信号。
方案41.根据方案40所述的牵引驱动装置，还包括：
螺纹界面，其产生所述轴承座的所述平移运动。
方案42.根据方案40所述的牵引驱动装置，还包括：
滚珠斜面和滚珠，所述滚珠斜面和所述滚珠产生所述轴承座的所述平移运动。
方案43.根据方案40所述的牵引驱动装置，还包括：
滚珠螺旋和滚珠，所述滚珠螺旋和所述滚珠产生所述轴承座的所述平移运动。
方案44.根据方案40所述的牵引驱动装置，还包括：
液压平移致动器，其控制施加在所述牵引环上的力。
方案45.根据方案40所述的牵引驱动装置，还包括：
气压平移致动器，其控制施加在所述牵引环上的力。
方案46.根据方案40所述的牵引驱动装置，还包括：
压电元件，其控制施加在所述牵引环上的力。
方案47.根据方案40所述的牵引驱动装置，其中，所述马达包括电动机。
方案48.根据方案26所述的牵引驱动装置，还包括：
蜡元件，其控制施加在所述牵引环上的力。
方案49.根据方案26所述的牵引驱动装置，还包括：
力大致恒定的致动器，其将所述牵引环推压在一起。
方案50.根据方案49所述的牵引驱动装置，其中，所述力大致恒定的致动器包括弹簧。
方案51.根据方案49所述的牵引驱动装置，其中，所述力大致恒定的致动器包括垫片。
方案52.根据方案26所述的牵引驱动装置，还包括：
能够自动变化的夹紧致动器，其将所述牵引环推压在一起。
方案53.根据方案52所述的牵引驱动装置，其中，所述能够自动变化的夹紧致动器包括设置在滚珠座圈中的倾斜通道中的多个滚珠，一旦扭矩施加到所述滚珠座圈上，所述滚珠就在所述牵引环中产生平移运动。
方案54.一种在高速装置和低速装置之间传输旋转机械能的方法，所述方法包括：
获得对称式牵引驱动装置，包括：
获得具有轴牵引表面的轴；
获得具有内滚轮牵引表面和外滚轮牵引表面的滚轮；
将所述滚轮安装在托架中，使得所述滚轮的所述外滚轮牵引表面被设置成与所述轴牵引表面旋转配合，以便产生轴牵引界面；
在所述滚轮的相对两侧上设置牵引环，使得所述牵引环的牵引环牵引表面与所述滚轮的所述内滚轮牵引表面配合；
将所述牵引环推压在一起以产生力，所述力迫使所述滚轮的所述内滚轮牵引表面和所述牵引环的所述牵引环牵引表面抵靠在一起，从而产生位于所述滚轮和所述牵引环之间的倾斜牵引界面，所述倾斜牵引界面在所述牵引环和所述滚轮之间传输旋转机械能，所述力还迫使所述滚轮的所述外滚轮牵引表面抵靠在所述轴牵引表面上以在所述轴牵引界面上产生压力，所述压力在所述轴牵引界面中产生摩擦以在所述轴和所述滚轮之间传输旋转机械能；
将高速装置联接至所述轴；
将至少一个环形齿轮联接至所述牵引环；
将传动齿轮联接至所述至少一个环形齿轮；
将低速装置联接至所述传动齿轮。
方案55.根据方案54所述的方法，还包括：
在所述传动齿轮和所述低速装置之间联接变速器。
方案56.根据方案55所述的方法，其中，所述高速装置选自涡轮机、压气机、涡轮机和压气机的组合、泵和牙钻。
方案57.根据方案55所述的方法，其中，所述低速装置选自马达、发电机、液压泵和活塞式发动机。
方案58.根据方案56所述的方法，其中，所述低速装置选自马达、发电机、液压泵和活塞式发动机。
方案59.一种在高速装置和低速装置之间传输旋转机械能的系统，所述系统包括：
对称式牵引驱动装置，所述牵引驱动装置包括：
轴，其具有轴牵引表面；
滚轮，其具有内滚轮牵引表面和外滚轮牵引表面；
托架，其支撑所述滚轮，使得所述滚轮的所述外滚轮牵引表面被设置成与所述轴牵引表面旋转配合；
牵引环，其具有倾斜环牵引表面，所述倾斜环牵引表面与所述内滚轮牵引表面配合并且产生作用在所述内滚轮牵引表面上的力，所述内滚轮牵引表面和所述倾斜环牵引表面产生倾斜牵引界面，所述倾斜牵引界面在所述滚轮和所述牵引环之间传输旋转机械能，从而迫使所述滚轮的所述外滚轮牵引表面抵靠在所述轴牵引表面上以产生轴牵引界面，所述轴牵引界面在所述滚轮和所述轴之间传输旋转机械能；
高速装置，其联接至所述轴；
至少一个环形齿轮，其联接至所述牵引环；
传动齿轮，其接合至所述至少一个环形齿轮；
低速装置，其联接至所述传动齿轮。
方案60.根据方案59所述的系统，还包括：
变速器，其联接在所述传动齿轮和所述低速装置之间。
方案61.根据方案59所述的系统，其中，所述高速装置选自涡轮机、压气机、涡轮机和压气机的组合、泵和牙钻。
方案62.根据方案59所述的系统，其中，所述低速装置选自马达、发电机、液压泵和活塞式发动机。
附图说明
图1是用在机械-涡轮增压器中的对称式牵引驱动装置的一个实施例的分解图。
图2是图1所示的对称式牵引驱动装置的一部分的分解图。
图3是图2所示的牵引驱动装置的一部分的另一个分解图。
图4是图3所示的牵引驱动装置的一部分的另一个分解图。
图5是图4所示的牵引驱动装置的一部分的另一个分解图。
图6是图1至图5所示的牵引驱动装置的实施例的剖视图。
图7A是图1至图5所示的对称式牵引驱动装置的另一个剖视图。
图7B是使用高速牵引装置的牵引系统的示意图。
图8是涡轮机/压气机系统的示意图，其中，对称式牵引驱动装置设置在涡轮机和压气机的侧面。
图9是由液压马达调节的对称式牵引驱动装置的示意性等轴测图。
图10是图9的实施例的示意性横截面图。
图11是外部控制的可调夹紧系统的另一个实施例的示意图。
图12A是外部控制的可调夹紧系统的另一个实施例的示意图。
图12B是图12A的外部控制的可调夹紧系统的分解图。
图13A是外部控制的可调夹紧系统的另一个实施例的示意图。
图13B是图13A的外部控制的可调夹紧系统的实施例的示意性分解图。
图13C是图13A和图13B的外部控制的可调夹紧系统的横截面图。
图14A是外部控制的可调夹紧系统的另一个实施例的示意性立体图。
图14B是图14A的实施例的示意性剖视图。
图15是外部控制的可调夹紧系统的另一个实施例的示意性分解图。
图16是图15的外部控制的可调夹紧系统的示意性剖视图。
图17是外部控制的可调夹紧系统的另一个实施例的示意性横截面图。
图18示出了外部控制的可调夹紧系统的另一个实施例。
图19是恒力夹紧系统的实施例的示意性剖视图。
图20是恒力夹紧系统的另一个实施例的示意性横截面图。
图21是可自动变化的夹紧系统的实施例的示意性剖视图。
图22是可自动变化的夹紧系统的另一个实施例的示意性横截面图。
图23是示出机械-涡轮增压器系统的示意性框图。
图24是机械-涡轮增压器系统的另一个实施例。
图25是控制系统的实施例的示意图。
图26是机械-涡轮增压器系统的实施例的示意性框图。
具体实施方式
图1是布置在机械-涡轮增压器系统中的对称式牵引驱动装置100的分解图。如图1所示，涡轮机壳体102联接至发动机的排气歧管。涡轮机壳体收集废气来驱动涡轮叶片104。涡轮叶片104连接至与其一起旋转的轴106。轴106的另一端连接至压气机叶片142。压气机叶片142设置在压气机壳体144中以产生压缩空气，压缩空气被供给至发动机的进气歧管。轴106包括牵引表面108，牵引表面108与阶梯状滚轮138的外牵引表面接触。壳体110联接至盖板140，从而容纳对称式牵引驱动装置100。壳体118是壳体110的一部分，该壳体118容纳位于壳体118和安装板120之间的传动齿轮116。轴承112、114分别设置在壳体110和盖板140中。壳体110和盖板140向内推压轴承112、114，使轴承112、114分别抵靠在环形齿轮122、124上。托架128、130通过轴承134、136将阶梯状滚轮138支撑在对称式牵引驱动装置100中。如在下文中更详细地公开的那样，油管132提供被加压的牵引液，牵引液喷撒在牵引表面上。
图2是图1所示的对称式牵引驱动装置100的一部分的示意性分解图。如图2所示，涡轮叶片104连接至轴106的一端（图1）。压气机叶片142连接至轴106的另一端。轴承112设置在壳体110中，使得轴承112的外圈111被放置在壳体110的保持架中，从而允许内圈旋转。同样，轴承114的外圈117被安装在盖板140中，使得轴承114的外圈117设置在盖板140的保持架中。当盖板140附接至壳体110上后，可以使用各种类型的夹紧装置（例如调节螺钉121）来调节轴承114的外圈的横向位置，从而调节沿着使环形齿轮122、124彼此靠近的方向施加在环形齿轮122、124上的力。轴承112、114将环形齿轮122、124推压在一起，使得轴承112、114的内圈115、119分别位于环形齿轮122、124的表面123、125上。传动齿轮116安装在壳体118中，使得传动齿轮116的齿轮与环形齿轮122、124的齿轮啮合。
如上所述，调节螺钉121用作夹紧装置，以将环形齿轮122和124推压在一起。在图2中，通过向轴承114的外圈117施力来实现这一点。然而，在替代的实施例中，环形齿轮122和124之间直接连接，通过增加或减小环形齿轮122、124之间的距离来减小或增加夹紧力。在下文中公开了使用这些功能的实施例。虽然在图2中示出了用调节螺钉121调节轴承114的外圈117的位置，但也可以使用其他装置，该装置可以是固定的或可变的。在使用其他装置的情况下，在可变系统中，当所需的扭矩增加时，可以增加夹紧力。在高扭矩条件期间，增加夹紧力减少打滑并且防止损坏牵引表面。相反，当扭矩减小时，可以减小夹紧力来延长牵引表面的寿命。此外，变力夹紧系统可以自动操作或通过外部控制来操作。当自动操作的系统受到的扭矩增加时，其自动增加夹紧力。自动操作的系统的实例包括使用滚珠斜面、滚珠螺旋、弹簧和其他可自动变化的夹紧技术的系统，在本文所公开的各种实施例中公开了这些系统。在扭矩平稳变化时，使用这些类型的可自动变化的夹紧系统改变夹紧力。然而，扭矩间歇性变化（例如内燃机中的扭矩的脉动）会在这些类型的可自动变化的夹紧装置中产生过度的磨损。基于装置的运行条件，通过将夹紧力调节到所需的水平来操作外部控制的夹紧系统。此外，虽然图1示出了具有作为环形齿轮结构的一部分的牵引表面的环形齿轮，但也可以使用分离的环形齿轮，而不是将牵引表面和环形齿轮结构结合在一起。换句话说，如图21所示，可以结合一个或多个环形齿轮来使用分离的牵引环。例如，图21示出了与环形齿轮2116分离的牵引环2118、2120。当然，可以在本文所公开的任何实施例中使用分离的牵引环（例如图21中所公开的牵引环）。虽然分离的牵引环增加了额外的部件，但是如果牵引环发生过度的磨损，就可以很容易地更换牵引环而无需更换整个环形齿轮。
例如，在图25和由EdVanDyne、JaredWilliamBrown和VolkerSchumacher于2011年7月26日提交的申请号为13/191,407、名称为“SuperturbochargerControlSystems（机械-涡轮增压器的控制系统）”的美国专利（该专利公开的和教导的所有内容通过引用的方式明确并入本文）所示的控制单元能够实时探测所需的扭矩并且产生夹紧信号。本文公开了响应于控制信号的外部控制的有源夹紧系统的各种实施例。本文所公开的每个实施例产生了在各种牵引表面上大致均匀的夹紧力。在某些情况下，这需要将力均匀施加到轴承上，使得轴承保持平行的布置。如下文所述，牵引表面的正确对齐可以平衡在各种行星驱动装置上的力，从而确保更均匀的磨损和更长的系统寿命。
图3是图2所示实施例的一部分的分解图。如图3所示，环形齿轮122、124围绕托架128、130。环形齿轮122具有倾斜的牵引表面126，该牵引表面126与阶梯状滚轮146、148、150上的内牵引表面相配合。同样，环形齿轮124的倾斜牵引表面160与阶梯状滚轮146、148、150的三个内牵引表面相配合。例如，倾斜牵引表面160与阶梯状滚轮148的内牵引表面162、阶梯状滚轮150的内牵引表面164、以及阶梯状滚轮146的内牵引表面166（图4）相配合。在阶梯状滚轮146、148、150的相反侧上的类似内牵引表面与环形齿轮122上的倾斜牵引表面126相配合。
同样如图3所示，阶梯状滚轮146、148、150分别具有外牵引表面152、154、156。外牵引表面152、154、156与轴106上的轴牵引表面108相配合。从图3可以看出，外牵引表面152、154、156比较宽并且设置有用于与轴106的轴牵引表面相配合的较大表面积。这样，可以在轴106和阶梯状滚轮146、148、150之间传输大扭矩。托架128、130分别具有支柱（例如支柱168、170），支柱将托架128、130连接在一起并且给托架128、130提供了稳定的结构。在阶梯状滚轮146、148、150之间设置有另外两组支柱。支柱（例如支柱168、170）具有曲边三角形形状，以使支柱的结构完整性最大化，并且给托架128、130提供稳定的结构，从而托架128、130以稳定的方式来支撑阶梯状滚轮146、148、150。
图4是图3的实施例的一部分的另一个分解图。图4示出了彼此分开的托架128、130，并且示出了阶梯状滚轮146、148、150在托架128、130中的安装方式。图4还示出了轴106在阶梯状滚轮146、148、150之间的插入方式。油管184、186、188的作用是将托架128、130连接在一起。每根油管184、186、188都伸入到托架的支柱的孔中并伸入到壳体110（图1）和盖板140（图1），以将托架128、130保持在一起，并且将壳体110和盖板140保持在一起。加压的牵引液通过油管184、186、188注入。油管184、186、188中的开口将加压的牵引液提供给支柱168、170、172、174、176、178的喷撒孔。例如，油管184插入孔185、187并且提供加压的牵引液，该牵引液从喷撒孔180喷出。喷撒孔设置在支柱168-174的两侧上，例如喷撒孔182，使得牵引液被喷撒在轴106的轴牵引表面108和阶梯状滚轮146、148、150的外牵引表面152、154、156（图3）的牵引界面的闭合侧和打开侧上。牵引液从支柱的喷撒孔喷撒在牵引界面的闭合侧（即牵引界面的牵引表面滚动到一起的部分）上，以确保在牵引表面的界面中存在牵引液，从而在牵引表面之间的牵引界面中产生摩擦，并且防止牵引表面滑动。牵引液喷撒在牵引界面的打开部分上并冲击牵引表面来冷却牵引表面。这样，通过将牵引液分别喷撒在界面的闭合和打开部分上来实现牵引和冷却。
图5是示出图4的实施例的一部分的另一个分解图。如图5所示，轴承136（图1）包括分别安装在轴196、198、199上的单个轴承181、183、185。轴承181、183、185允许轴196、198、199围绕轴196、198、199的轴线旋转。轴承181、183、185分别安装在开口190、192、194中，使得阶梯状滚轮146、148、150可以相对于托架130旋转。此外，如图5所示，轴承181、183、185以及位于轴196、198、199的另一侧上的轴承134（图1）允许阶梯状滚轮146、148、150水平平移，使得在环形齿轮122、124装配到托架128、130上时，阶梯状滚轮146、148、150与环形齿轮122、124对齐。此外，内牵引表面上的力是大致对称的力，其大致平衡于施加在阶梯状滚轮146、148、150上的力，上述内牵引表面位于阶梯状滚轮146、148、150的分别与环形齿轮122、124（图3）上的倾斜牵引表面126、160（图3）接合的相反侧上。因为图1至图5所示的牵引驱动装置以高转速运行，所以平衡力的应用产生了稳定的结构，该结构能够稳定地以高转速运行。
此外，在不使用齿轮的情况下，图1至图5的实施例中示出的设计在轴106和环形齿轮122、124之间实现了相当大的转速变化。例如，滚轮的内牵引表面与外牵引表面（例如，如图3所示，阶梯状滚轮148的内牵引表面162与外牵引表面154）的直径差异提供了第一变速比。滚轮的外牵引表面（例如阶梯状滚轮148的外牵引表面154）半径的与轴106的轴牵引表面108的半径的差异提供了第二变速比。这两个差异累加起来可以提供20:1或更大的变速比。当图1至图5所示的牵引驱动装置100以100,000至500,000RPM的转速运行时，20:1或更大的变速比就很大了。从这方面看，使用齿轮的50,000RPM或更大的高RPM系统具有有限的寿命。在此类高RPM系统中，牵引驱动系统可以有效地工作并且具有长得多的寿命。最好的齿轮也不能以超过约100,000RPM的转速运行，而图1至图5所示的牵引驱动装置的实施例能够将转速减小大约20x倍，从而将转速减少到可以由齿轮系统很容易处理的5,000至25,000RPM。这些数字仅仅是实例性的，并且可以根据图1至图5所示的牵引驱动装置的实施例以及使用图1至图5的实施例中所示的原理的其他实施例的具体实现来改变。
图6是通过图1至图5所示实施例的中心竖直截取的示意性横截面图。如图6所示，横截面图示出了大致通过阶梯状滚轮150中部的剖面。阶梯状滚轮150由轴承185、189保持，这允许阶梯状滚轮150相对于托架128、130旋转。轴承114向内推压环形齿轮124。夹紧装置（例如调节螺钉121（图2）、或调节螺钉620、或例如本文所公开的其他夹紧装置）在轴承114的外圈117上产生力，从而在环形齿轮124上产生向内的力。如上所述，轴承112的外圈111设置在壳体110中（如图1所示）。因此，响应于轴承114上的力616，在轴承112上产生了反作用力618。力616、618分别通过轴承114、112传输至环形齿轮122、124。因此，阶梯状滚轮150的内牵引表面164被向内推压并且抵靠在环形齿轮124的倾斜牵引表面160上。由于环形齿轮124的倾斜牵引表面160和阶梯状滚轮150的内牵引表面164之间的倾斜牵引界面161是倾斜的，所以阶梯状滚轮150被朝轴106推压，以便产生轴106的轴牵引表面108和滚轮150的外牵引表面156之间的牵引界面。当然，滚轮上的力被平衡掉了，因为倾斜的牵引表面126在阶梯状滚轮146、148、150外侧上的内牵引表面上产生了大致相同的力。已经根据经验确定的是，大约1度到20度的倾斜能够产生良好的牵引界面，能够提供良好的杠杆作用来朝轴推压滚轮，并且减少轴承112、114中的寄生损失。在角度更小时，需要更多的运动来产生更大的力，这提供了以更高的分辨率将力调节到所需水平的能力。此外，在度数/角度更小时，在牵引表面的整个面上的滑动更小，从而寄生损失更小。然而，当使用不产生大的横向平移运动的装置（例如压电器件）时，需要更大的斜面，因为这些装置所能到达的距离受限。因此，横向平移运动是指由致动器沿零度方向产生的运动，零度方向为横截面图中的水平方向。此外，还相对于滚轮描述横向平移，滚轮适应施加在单个侧面上的力。滚轮在横向方向上沿零度方向（横截面图中的水平方向）移动，以便更均匀地平衡滚轮的内牵引表面。大约10度的斜面能够产生倾斜牵引表面126、160和阶梯状滚轮146、148、150的内牵引表面之间的杠杆作用，该杠杆作用基本上避免了打滑、在环形齿轮和阶梯状滚轮之间产生了有效的牵引界面并且减少了轴承112、114中的寄生损失，因为只需提供较小的平移力就能在牵引界面602、轴牵引表面和滚轮的其他牵引表面的其他界面上产生足够的牵引力。本文所公开的牵引表面是光滑的、研磨过的表面，其通常由硬化钢制成，但也可包括为牵引表面领域技术人员所熟知的其他的合适的牵引表面。图6还示出了延伸通过支柱172、174的油管184。油管184将牵引液提供给设置在支柱172、174中的喷撒孔180。如上所述，还包括将牵引液喷撒在轴牵引界面602和倾斜牵引界面161上的喷撒孔。
图7A是对称式牵引驱动装置100的另一个剖视图600。如图7A所示，对称式牵引驱动装置100并未联接至压气机或涡轮机。轴106可联接至任何所需的装置。环形齿轮122、124联接至传动齿轮116。还可以以任何所需的方式使用传动齿轮116。
图7B是使用了高速牵引装置706的牵引系统700的示意图。如图7B所示，高速牵引装置706通过轴704联接至高速装置702。高速牵引装置706可包括在图1至图7A中示出的对称式牵引驱动装置100，或本文公开的对称式牵引驱动装置的其他实施例。环形齿轮718联接至传动齿轮708。传动齿轮708具有联接至可选的变速器712的轴710。可选的变速器712具有联接至低速装置716的轴714。当然，可以去掉可选的变速器712，使得轴710直接联接至低速装置716。可选的变速器712可以是固定传动比的变速器，或是可变传动比的变速器。例如，一些系统具有较窄的工作范围，例如发电机。固定传动比的变速器可以用于这些类型的系统。而对于许多其他系统，则需要较宽的运行点范围，这导致需要使用可变传动比的变速器。可变传动比的变速器可包括无级变速器、无限变速的无级变速器、或具有离散齿轮组的多传动比变速器。可调传动比的变速器可包括固定的齿轮、机械CVTs、具有变换器的速度叠加CVTs，变换器包括液压变换器、气动变换器、电动机和机械变换器。也可以使用具有换档能力的离散齿轮变速器，例如自动变速器和双离合变速器。
如图7B所示，可以在任一方向上传输动力和扭矩。例如，可以由高速装置702将动力和扭矩提供给低速装置716。或者，低速装置716可以产生施加到高速装置702上的扭矩。高速牵引装置706的使用只允许将高速旋转机械能转换到低速旋转机械能，反之亦然。高速装置702可包括多个不同的装置。例如，高速装置702可以是驱动低速装置716的装置，或者是被低速装置716驱动的装置。高速装置可以包括涡轮机。涡轮机的实例包括废气涡轮机、蒸汽涡轮机（包括Tesla涡轮机和Schumacher涡轮机）、压气机、涡轮机和压气机的组合、高速泵、牙钻、或以高的转速和机械能运行的其他装置。低速装置716可包括所有类型的电动机、发电机、液压泵、活塞式发动机、或任何其他类型的动力装置。例如，高速装置702可以是由低速装置（例如马达或发动机）驱动的高速泵。同样，低速装置716可包括由高速装置702驱动的低速泵。高速装置702可包括压气机，低速装置716可包括驱动高速装置702的发动机。高速装置702可包括涡轮机，该涡轮机驱动发动机、发电机、或电动机。高速装置702可包括蒸汽涡轮机，该蒸汽涡轮机驱动作为低速装置716的发电机或电动机。例如，可以使用各种高效的蒸汽涡轮机来有效地驱动发电机或电动机。高效蒸汽涡轮机的一个实例是Tesla蒸汽涡轮机。高速装置702还可以是高速的牙钻，该牙钻由作为低速装置716的低速电动机驱动。很明显，图7B所示的牵引系统具有多种应用，在这些应用中，可以在高转速和低转速之间实现旋转机械能的传输。
图8是涡轮机/压气机系统800的示意图，其中，对称式驱动装置818设置在涡轮机802和压气机812的侧面。如图8所示，涡轮机802接收废气804，废气804驱动涡轮机802。然后废气806从涡轮机802排出。轴810将涡轮机802与压气机812连接在一起。进气口816允许空气流进压气机812以产生压缩空气814。轴820将压气机812连接至对称式驱动装置818。因此，对称式驱动装置818被放置在涡轮机802和压气机812的侧面。因为废气从涡轮机802的侧面排出，所以涡轮机802被放置在远离牵引驱动装置的远侧上。因此，无需如本文各种实施例公开的那样将对称式驱动装置818定位在涡轮机802和压气机812之间。
图9是由液压马达902调节的外部控制的可调夹紧系统900的示意性等轴测图。如图9所示，液压马达902驱动齿轮904，从而驱动调节齿轮908。调节齿轮908联接至螺纹调节环910，螺纹调节环910具有内螺纹914。环形齿轮912以独立于调节齿轮908和螺纹调节环910的方式旋转。螺纹调节环910的旋转使螺纹调节环910在对称式牵引驱动装置906上产生夹紧力。液压马达902可以响应于控制器（例如图25所示的控制单元）而运行，从而驱动齿轮904旋转，齿轮904又驱动调节齿轮908旋转，这可以拧紧或松开对称式牵引驱动装置906上的螺纹调节环910。
图10是图9的实施例的示意性横截面图。如图10所示，可以启动液压马达902来驱动齿轮904，齿轮904与调节齿轮908上的齿轮齿相互啮合，并且驱动调节齿轮908上的齿轮齿。齿轮904引起调节齿轮908旋转。调节齿轮908联接至环形齿轮轴承座918，并成形为环形齿轮轴承座918的一部分。调节齿轮908和环形齿轮轴承座918可以如图10所示地形成为单个部件，或形成为联接在一起的分离部件。这同样适用于本文公开的其他实施例。轴承923将环形齿轮轴承座918与对称式牵引驱动装置900隔开。当环形齿轮轴承座918旋转时，环形齿轮轴承座918的螺纹916与螺纹调节环910的螺纹914接合。螺纹调节环910固定在壳体（未示出）上并且不会旋转。同样，对称式牵引驱动装置900在另一侧由壳体922固定。当环形齿轮轴承座918旋转时，环形齿轮轴承座918相对于固定的螺纹调节环910横向移动。因此，环形齿轮轴承座918横向移动，并且或者将压力施加到环形齿轮轴承外圈920上，或减小作用在环形齿轮轴承外圈920上的力。通过将压力施加到环形齿轮轴承外圈920上，轴承923将力施加到环形齿轮924上。环形齿轮926对轴承923施加的力产生反作用并且轴承928产生反作用力，使得环形齿轮924、926产生大小相等、方向相反的力。
图11是外部控制的可调夹紧系统1100的示意图，外部控制的可调夹紧系统1100与图9和图10所示的外部控制的可调夹紧系统900类似，不同之处在于：不使用液压马达（例如图9的液压马达902），而是使用其他装置驱动齿轮1110。例如，外部驱动马达可以是气动马达，该气动马达可以用发动机的气源来运行。此外，可以使用电动机（例如交流马达、直流马达、步进电机）、感应电动机、以及其他类型的电动机来驱动齿轮1110。实际上可以使用任何类型的马达1102作为动力，包括内燃机、蒸汽机、热电动机、推斥式电机、超声波马达等。如图11所示，外部控制马达1102通过操作齿轮1110来使调节齿轮1106和环形齿轮轴承座1112旋转，这可以调节环形齿轮轴承座1112相对于螺纹调节环1108的位置，其中螺纹调节环1108是固定的。虽然在图11中关于外部控制的可调夹紧系统11的具体实施例示出了各种动力装置1102，但允许用于外部控制的可调夹紧的任何实施例都可以采用本文公开的和本领域技术人员所熟知的各种动力装置。
图12A是外部控制的可调夹紧系统1200的另一个实施例的示意图。如图12A所示，由电动机1204调节对称式牵引驱动装置1202。在至少一个实施例中，电动机1204可以包括大功率步进电机，通过以步进方式控制电机的轴的旋转位置，该步进电机可以提供非常精确的调节。电动机1204连接至齿轮1206。齿轮1206驱动调节齿轮1208。固定的滚珠斜面调节环1212联接至壳体（未示出）并且不移动。调节齿轮1208联接至滚珠斜面调节环1214，滚珠斜面调节环1214响应于调节齿轮1208的运动而旋转。对称式牵引驱动装置1202的环形齿轮1210以独立于调节齿轮1208、固定的滚珠斜面调节环1212和滚珠斜面调节环1214的方式旋转。
图12B是图12A所示的外部控制的可调夹紧系统1200的分解图。如图12B所示，滚珠1218位于滚珠斜面调节环1214上的倾斜斜面1216中。同样，滚珠1220位于可调节的滚珠斜面调节环1214的倾斜斜面1222中。固定的滚珠斜面调节环1212设置成抵靠在可调节的滚珠斜面调节环1214上。当调节齿轮1208旋转时，滚珠斜面调节环1214旋转，滚珠1218、1220分别在倾斜斜面1216、1222中移动。由于固定的滚珠斜面调节环1212固定在壳体上并且不会移动，所以可调节的滚珠斜面调节环1214横向移动来调节环形齿轮1210上的力。这样，可以使用对电动机1204的控制来调节环形齿轮1210上的力。虽然在图12B中公开了用电动机1204作为动力装置，但也可使用本文公开的任何其他装置作为滚珠斜面致动器的动力。
图13A是外部控制的可调夹紧系统1300的另一个实施例的示意图。如图13A所示，外部控制的可调夹紧系统具有设置成邻接液压叶片定子1306的固定螺纹环1308。轴承座1304设置成邻接对称式牵引驱动装置1302，以在对称式牵引驱动装置1302中的环形轴承上产生力，在图13B中更充分地公开了上述结构。
图13B是图13A所示的外部控制的可调夹紧系统1300的实施例的示意性分解图。如图13B所示，固定螺纹环1308联接至壳体，并且不会旋转或在横向上移动。液压叶片定子1306通过固定螺纹环1308上的支柱和定子支腿1312、1318上的开口联接并固定至固定螺纹环1308。液压叶片转子1322设置在液压叶片定子1306的开口中。液压叶片转子具有三个转子支腿1314、1316、1320。当液压流体压力应用至液压叶片定子1306中的腔室时，液压流体的压力就作用在转子支腿1314、1316、1320上，从而引起液压叶片转子1322旋转。由于液压叶片转子1322被拧在固定螺纹环1308上，所以液压叶片转子1322产生横向运动。液压叶片转子1322的旋转运动产生了横向运动，从而产生或释放作用在轴承座1304上的压力。轴承座1304设置成抵靠在对称式牵引驱动装置中的环形齿轮轴承（在图13C中示出）上，以调节作用在环形齿轮上的夹紧压力。
图13C是图13A和图13B所示的外部控制的可调夹紧系统1300的横截面图。如图13C所示，液压叶片转子1322通过螺纹与固定螺纹环1308接合。如图13C所示，当液压叶片转子1322相对于固定螺纹环1308旋转时，液压叶片转子1322横向移动。该横向运动调节轴承座1304的位置和作用在轴承座1304上的压力。轴承座接合环形齿轮轴承外圈1324，从而在环形齿轮1326上产生夹紧力。
图14A是外部控制的可调夹紧系统1400的另一个实施例的示意性立体图。如图14A所示，动子1402接合磁体组件1404，从而引起磁体组件1404旋转并且调节作用在对称式牵引驱动装置1406上的夹紧力。在图14B中更充分地公开了这种动作发生的方式。
图14B是图14A的实施例的示意性剖视图。如图14B所示，滚珠（例如滚珠1410）安装在固定滚珠螺旋1408的沟槽中。当环形齿轮轴承座1412响应于动子1402旋转时，环形齿轮轴承座1412横向移动并且将力施加到环形齿轮轴承外圈1414上。固定滚珠螺旋1408中的沟槽设置成螺旋状，使得在动子1402旋转环形齿轮轴承座1412时，环形齿轮轴承座1412产生横向运动。作用在环形齿轮轴承外圈1414上的力调节对称式牵引驱动装置1406中的夹紧力。磁体组件1404附接至环形齿轮轴承座1412，并且响应于动子1402所生成的电场而引起环形齿轮轴承座1412旋转。
图15是外部控制的可调夹紧系统1500的另一个实施例的示意性分解图。液压或气动环形缸套1504接合多个液压或气动活塞1506。液压或气动环形缸套1504是固定的并且附接在壳体上。当液压或气压施加到液压或气动环形缸套1504上时，液压或气动活塞1506移动并且在对称式牵引驱动装置1502上产生力。
图16是图15所示的外部控制的可调夹紧系统1500的示意性剖视图。如图16所示，液压或气压被引入设置在液压或气动环形缸套1504中的缸筒1508内。高压室1510连接各个缸筒1508，使得在各个缸筒1508中产生等量的液压或气压。活塞（例如活塞1506）对气压或液压做出反应，使得轴承座1516横向移动（如图16所示），并且在环形齿轮轴承外圈1512上产生力。响应于施加的气压或液压而产生的力传输至环形齿轮1514，以在环形齿轮1514上产生所需的夹紧力，并且在另一个环形齿轮上产生相等的反作用力。这样，在对称式牵引驱动装置1502中产生所需的夹紧力。
图17是外部控制的可调夹紧系统1700的另一个实施例的示意性横截面图。如图17所示，使用压电有源元件1706在对称式牵引驱动装置1702中产生所需的夹紧力。压电有源元件1706安装在压电固定壳体1704上。当电压施加到压电有源元件1706上时，压电有源元件1706与所施加的电压成比例地膨胀。压电有源元件1706的膨胀引起环形齿轮轴承座1708横向移动，并且将力施加在环形齿轮轴承外圈1710上。作用在环形齿轮轴承外圈上的力在环形齿轮1712上产生夹紧力。这样，可以使用电压来在环形齿轮1712上产生所需的夹紧力。同样，在另一个环形齿轮上产生大小相等、方向相反的反作用力。
图18示出了外部控制的可调夹紧系统1800的另一个实施例。由蜡囊1806在对称式牵引驱动装置1802中产生夹紧力。蜡囊1806受热膨胀，热可以由电流产生。当然，可以用在存在受控输入（例如电压或电流，或其他受控介质）的情况下膨胀的任何材料来替代压电有源元件1706和蜡囊1806。蜡囊1806安装在蜡热固定壳体1808中，使得蜡囊1806的膨胀引起致动的环形齿轮轴承座1810横向移动。这会产生将要施加在环形齿轮轴承外圈1812上的力，该力传输至环形齿轮1814，从而产生所需的夹紧力。
图19是恒力夹紧系统1900的实施例的示意性剖视图。如图19所示，弹簧1904定位在轴承座1908和弹簧座1906之间。弹簧座1906是固定的并且安装在壳体上。弹簧1904在轴承座1908上产生恒定的压力，该恒定压力传输至环形齿轮轴承外圈1910。作用在环形齿轮轴承外圈1910上的力传输至环形齿轮1912，以基于弹簧1904的强度在对称式牵引驱动装置1902中产生所需的夹紧力。
图20是恒力夹紧系统2000的另一个实施例的示意性横截面图。如图20所示，固定轴承座2006是静止不动的并且被固定在壳体上。在固定轴承座2006和环形齿轮轴承外圈2008之间插入垫片2004。垫片2004在环形齿轮轴承外圈2008上产生大致恒定的压力，该恒定的压力传输至环形齿轮2010。这样，基于垫片2004的尺寸在对称式牵引驱动装置2002中产生恒定的夹紧力。经过一定时间后，如果牵引表面磨损了，那么可以更换垫片。
图21是可自动变化的夹紧系统2100的实施例的示意性剖视图。如图21所示，滚珠2112安装在滚珠座圈2104的倾斜斜面2108中。同样，滚珠2114安装在滚珠座圈2106的倾斜斜面2110中。当较大的扭矩施加到轴2122或环形齿轮2116上时，滚珠2112、2114分别在倾斜斜面2108、2110中移动，以自动将所需量的夹紧压力施加到对称式牵引驱动装置2102的环形齿轮2116上。施加到轴2122或环形齿轮2116上的扭矩量控制滚珠2112、2114在倾斜斜面2108、2110中的移动量，从而控制在可自动变化的夹紧系统2100中产生的夹紧力的大小。牵引环2118、2120响应于滚珠2112、2114分别在倾斜斜面2108、2110中的运动而横向移动。牵引环2118、2120可以在横向上自由移动，并通过滚珠2112、2114联接至滚珠座圈2104、2106。
图22是可自动变化的夹紧系统2200的另一个实施例的示意性横截面图。如图22所示，在对称式牵引驱动装置2202中自动产生夹紧力。该系统使用了液压叶片定子/环形齿轮2206和螺纹液压叶片转子2210。螺纹液压叶片转子2210以与图13B所公开方式类似的方式运行。然而，如图22所示，螺纹圈2208相对于螺纹液压叶片转子2210是固定不动的。当螺纹液压叶片转子2210在螺纹圈2208中旋转时，螺纹液压叶片转子2210产生平移运动，从而在液压叶片定子/环形齿轮2206和螺纹圈2208之间产生夹紧力。环形齿轮2204直接连接至液压叶片定子/环形齿轮2206。
图23是示出机械-涡轮增压器系统2300的示意性框图。如图23所示，传动比调节变速器2302联接至离合器2304。离合器2304联接至发动机2306的发动机曲轴2330。机械-涡轮增压器控制器2308产生控制信号2334，控制信号2334施加到致动器2332上，致动器2332致动并且控制传动比调节变速器2302。传动比调节变速器2302联接至机械-涡轮增压器2310的对称式牵引驱动装置2314的低速侧。涡轮机2312和压气机2316联接至对称式牵引驱动装置2314的高速侧。压气机2316吸入空气2318以产生压缩空气源2320，压缩空气源2320被输送到发动机2306的进气口2328。涡轮机2312接收从发动机2306的排气口2326排出的废气2324。然后，涡轮机2312从排气口2322排出废气。机械-涡轮增压器控制器2308产生控制信号2336，控制信号2336施加到控制对称式牵引驱动装置2314的致动器2338上。传动比调节变速器2302调节从曲轴2330到对称式牵引驱动装置2314的低速侧的总传动比。这允许涡轮机2312和压气机2316在不同的运行条件下以所需的速度旋转。传动比调节变速器2302可以是固定传动比的变速器，或是可变传动比的变速器。例如，一些系统具有较窄的工作范围，例如发电机。固定传动比的变速器2302可以用于这些类型的系统。而许多其他系统需要较宽的运行点范围，这导致需要使用可变传动比的变速器。可变传动比的变速器可包括无级变速器、无限变速的无级变速器、或具有离散齿轮组的多传动比变速器，例如作为一个实例的十速双离合变速器。通过提供可变的传动比，机械-涡轮增压器控制器2308能够调节机械-涡轮增压器2310的总传动比，并且能够使涡轮机2312的速度在大范围的运行条件下与可变的所需速度相匹配。传动比调节变速器2302可包括固定的齿轮、机械CVTs、具有变换器的速度叠加CVTs，变换器包括液压变换器、气动变换器、电动机和机械变换器。也可以使用具有换档能力的离散齿轮变速器，例如自动变速器和双离合变速器。离合器2304允许机械-涡轮增压器系统2300与发动机2306完全脱开，这对于包括空转在内的一些运行点特别有用，在这些运行点，机械-涡轮增压器2310根本无需旋转，如果将机械-涡轮增压器2310与发动机2306连接起来，机械-涡轮增压器2310就会在发动机2306上产生寄生阻力。离合器2304可以与本文公开的任何传动比调节变速器2302结合起来使用。
图24示出了机械-涡轮增压器系统2400的另一个实施例，该实施例包括传动比调节变速器2402的实例。图24所示的特定传动比调节变速器2402是速度叠加差速、连续变速的无级变速器，也被称作是行星齿轮变速器。行星齿轮变速器使用周转轮系，周转轮系由齿轮系统组成，齿轮系统具有围绕中心太阳轮旋转的一个或多个外部齿轮或行星轮。通常，行星轮安装在可移动的臂或支架上，臂或支架本身可相对于太阳轮旋转。周转轮系系统还使用外环形齿轮或齿圈，外环形齿轮或齿圈与行星轮啮合。因此，周转齿轮的三个基本构件是太阳轮、行星轮架和齿圈，其中，太阳轮是中心轮，行星轮架支撑一个或多个外周行星轮，这些行星轮都具有相同的尺寸并且与太阳轮啮合，齿圈是具有内向齿的外圈，内向齿与行星轮啮合。在图24所示的行星齿轮变速器2402中，可以使用变换器2414来限制这三个构件中的一个或多个，使得可以调节传动比调节变速器2402的总传动比。通过控制这三个构件中的一个，其他剩下的两个构件中一个构件可以作为输入，另一个构件可以作为输出。输入旋转与输出旋转的传动比取决于每个齿轮的齿数和变换器2414控制其它构件的方式。例如，变换器2414可以是驱动齿圈旋转来控制太阳轮与行星轮的传动比的马达。作为另外一种选择，变换器2414可以连接至太阳轮和行星轮，在这种情况下，环形齿轮或齿圈用作向机械-涡轮增压器2410的对称式牵引驱动装置的输出。由于可以用变换器2414来控制传动比调节变速器2402的传动比，所以机械-涡轮增压器控制器2408能够改变曲轴2412（其联接至发动机2406）和机械-涡轮增压器2410的对称式牵引驱动装置之间的传动比。变换器2414可包括各种装置，包括联接的液压泵、电动机、机械式的无级变速器、或其他装置。
图25是控制系统2500的实施例的示意图。如图25所示，来自车辆传感器的各种输入2504被发送到输入2508。这些输入可包括发动机转速、节气门的位置、测得的温度、压力、车轮转速、加速度计、节气门、踏板位置或驾驶员的输入。由控制单元2502的控制输入装置2516接收控制输入2506。控制输入可包括歧管压力、空气流量、压气机的转速、燃料流量、进气压力、CVT速比等。车辆传感器输入2508在比较器2510中与发动机运行图2512进行比较，并将所得结果发送到所需状态2514。控制输入2506被直接传输到控制回路2518。此外，致动器（例如图23的致动器2338）的状态也被发送到控制回路。所需状态的信息2514和致动器的状态2520也被转发到控制回路2518。控制回路可包括比例积分微分控制器（PID控制器），PID控制器是受控回路反馈控制器。PID控制器计算误差值作为在所需设定点中的测得的过程变量之间的差。然后PID控制器通过调节过程控制输入来使误差最小化。PID控制器使用比例值、积分值和微分值来产生校正量。比例值（P）代表现有误差，积分值（I）代表过去误差的积累，微分值（D）是将来误差，该将来误差是基于当前的变化率使用微分的方式计算出来的。这三个值的加权和用作控制器输出2522。控制回路的其它特征可包括前馈、压气机效率图、以及扭矩估计器。控制器输出2522产生施加在机械-涡轮增压器致动器2526（例如图23的机械-涡轮增压器致动器2332）上的控制信号2524。这样，可以确定机械-涡轮增压器的总传动比。致动器（例如图23的致动器2332和图24的变换器2414）使用控制信号来调节传动比调节变速器2302或传动比调节变速器2402的传动比。在2011年7月26日提交的申请号为13/191,407、名称为“SuperturbochargerControlSystems（机械-涡轮增压器的控制系统）”的美国专利申请中还描述了控制系统的操作，该申请公开的和教导的所有内容通过引用的方式明确并入本文。
图26是与电动机/发电机结合使用的机械-涡轮增压器系统的实施例的示意性框图。如图26所示，机械-涡轮增压器2610与发动机2606共同起作用来提高动力水平。机械-涡轮增压器2610响应于来自机械-涡轮增压器控制器2608的控制信号而运行。电动机/发电机2602通过轴2624联接至机械-涡轮增压器2610的对称式牵引驱动装置的低速侧。马达控制器2622响应于来自机械-涡轮增压器控制器2608的控制信号而运行。发动机2606的发动机曲轴2604联接至电动机/发电机2612。电动机/发电机2612通过电线2616联接至马达控制器2622。电动机/发电机2612可以用作发电机来给电池组2614充电，或作为电动机驱动车辆或用于其他所需的用途。同样，电动机/发电机2602通过电线2620联接至马达控制器2622。通过用作发电机，电动机/发电机2602可以用来给电池组2614充电。另外，电动机/发电机2602可以用作马达来驱动机械-涡轮增压器2610的低速侧。电池2614通过电线2618连接至马达控制器2622，根据系统的运行条件，可以给电池2614充电或用电池2614来驱动电动机/发电机2602、2612。
前面对本发明的描述仅用于说明和描述的目的，而不是穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。根据上述教导，可以做出许多其他的修改和改变。选择和描述实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域技术人员能够根据所设想的具体用途最好地利用本发明的各种实施例和各种修改。所附权利要求旨在包括除现有技术限制范围之外的本发明的其他替代实施例。

Claims (64)

1.一种在对称式牵引驱动装置中传输旋转机械能的方法，所述方法包括：
获得具有轴牵引表面的中心轴；
获得具有滚轮轴、内滚轮牵引表面和外滚轮牵引表面的多个对称式滚轮；
将所述对称式滚轮的滚轮轴安装在托架中，使得所述滚轮的所述外滚轮牵引表面被设置成与所述中心轴的轴牵引表面旋转配合，以便产生轴牵引界面，所述托架具有支柱，所述支柱给所述托架提供结构的完整性，同时允许所述托架在所述托架的安装有所述对称式滚轮的滚轮轴的部分处在所述支柱之间弯曲，这允许所述对称式滚轮的滚轮轴相对于所述中心轴径向移动；
在所述对称式滚轮的相对两侧上设置牵引环，使得所述牵引环的牵引环牵引表面与所述对称式滚轮的所述内滚轮牵引表面配合以产生倾斜牵引界面，所述倾斜牵引界面在所述牵引环和所述对称式滚轮之间传输所述旋转机械能；
将所述牵引环推压在一起，这在所述倾斜牵引界面上产生力，使得所述对称式滚轮朝向所述中心轴移动并增大作用在所述轴牵引界面上的压力，所述压力在所述轴牵引界面中产生摩擦以在所述中心轴和所述对称式滚轮之间传输所述旋转机械能。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述在所述滚轮的相对两侧上设置牵引环的步骤还包括：
在所述滚轮的相对两侧上设置牵引环，使得所述牵引环上的所述牵引环牵引表面以大约一度至大约二十度的角度与所述滚轮的所述内滚轮牵引表面配合，从而产生迫使所述对称式滚轮的所述外滚轮牵引表面抵靠在所述轴牵引表面上的杠杆作用。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将所述对称式滚轮安装在托架中的步骤还包括：
将所述对称式滚轮安装在所述托架中，使得所述对称式滚轮能够在所述托架之间横向平移，并且由所述牵引环上的所述牵引环牵引表面产生的作用在所述对称式滚轮的所述内滚轮牵引表面上的力在所述对称式滚轮的两侧上大致平衡。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
向所述托架中的油管提供加压的牵引液；
将所述牵引液从所述托架喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面上以增大所述摩擦。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述将所述牵引液从所述托架喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面上的步骤包括：
将所述牵引液从所述托架喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面的闭合侧上，以便给所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面提供牵引液。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述将所述牵引液从所述托架喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面上的步骤包括：
将所述牵引液从所述托架喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面的打开侧上，以便冷却所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述在对称式牵引驱动装置中传输旋转机械能的方法包括在对称式牵引驱动装置中在机械-涡轮增压器轴和发动机之间传输旋转机械能的方法，所述机械-涡轮增压器轴连接涡轮机和压气机，所述发动机与所述机械-涡轮增压器相连。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述牵引环包括环形齿轮。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述牵引环包括与一组环形齿轮分离的一对环。
10.根据权利要求2所述的方法，还包括：
将所述牵引环安装在轴承上；
使用调节所述轴承在安装面上的位置的调节螺钉将所述牵引环推压在一起。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用外部控制的可调夹紧方法将所述牵引环推压在一起。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述使用外部控制的可调夹紧方法将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用马达旋转轴承座来产生所述轴承座的横向平移运动，以便改变作用在所述牵引环上的夹紧力。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：
使用产生控制信号的控制器来控制所述马达。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，通过螺纹界面产生所述横向平移运动。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，通过滚珠斜面产生所述平移运动。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，通过滚珠螺旋产生所述平移运动。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述外部控制的可调夹紧方法包括：
控制施加在液压平移装置上的液压压力，所述液压平移装置控制施加在所述牵引环上的所述力。
18.根据权利要求11所述的方法，其中，所述外部控制的可调夹紧方法包括：
控制施加在气动平移装置上的气压，所述气动平移装置控制施加在所述牵引环上的所述力。
19.根据权利要求11所述的方法，其中，所述使用外部控制的可调夹紧方法将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用螺纹液压叶片转子，一旦扭矩施加到所述牵引环上，所述螺纹液压叶片转子就旋转并且产生平移运动。
20.根据权利要求11所述的方法，其中，所述外部控制的可调夹紧方法包括：
控制施加到压电元件上的电压，所述压电元件控制施加在所述牵引环上的所述力。
21.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用力大致恒定的夹紧方法将所述牵引环推压在一起。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述使用力大致恒定的夹紧方法将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用弹簧将所述牵引环推压在一起。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，所述使用力大致恒定的夹紧方法将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用垫片将所述牵引环推压在一起。
24.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用能够自动变化的夹紧方法将所述牵引环推压在一起。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述使用能够自动变化的夹紧方法将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用设置在滚珠座圈中的倾斜通道中的多个滚珠，一旦扭矩施加到所述滚珠座圈上，所述滚珠就在所述牵引环中产生平移运动。
26.一种对称式牵引驱动装置，包括：
中心轴，其具有轴牵引表面；
对称式滚轮，其具有滚轮轴、内滚轮牵引表面和外滚轮牵引表面；
托架，其支撑所述滚轮轴，使得所述对称式滚轮的所述外滚轮牵引表面被设置成与所述轴牵引表面旋转配合；
牵引环，其设置在所述对称式滚轮的相对两侧上并且具有倾斜环牵引表面，当所述牵引环被推压在一起以使所述托架在所述托架支撑所述滚轮轴的部分处弯曲时，所述倾斜环牵引表面与所述对称式滚轮的内滚轮牵引表面配合以产生倾斜牵引界面，所述倾斜牵引界面在所述对称式滚轮和所述牵引环之间传输旋转机械能，从而迫使所述对称式滚轮的所述外滚轮牵引表面抵靠在所述轴牵引表面上以产生轴牵引界面，所述轴牵引界面在所述对称式滚轮和所述轴之间传输旋转机械能，
支柱，其位于所述托架上，所述支柱给所述托架提供结构的完整性，同时在所述牵引环被推压在一起时，允许所述托架在所述托架的安装有所述滚轮轴的部分处在所述支柱之间弯曲，这允许所述滚轮轴相对于所述中心轴径向移动，并且使得作用在所述轴牵引界面上的压力产生变化，作用在所述轴牵引界面上的压力的变化导致所述滚轮轴相对于所述中心轴径向移动。
27.根据权利要求26所述的对称式牵引驱动装置，其中，所述对称式滚轮的所述内滚轮牵引表面还包括：
位于所述对称式滚轮的相对两侧上的内滚轮牵引表面，所述内滚轮牵引表面与所述牵引环的所述倾斜环牵引表面配合，所述牵引环设置在所述对称式滚轮的所述相对两侧上，使得在所述内滚轮牵引表面上产生的力在所述对称式滚轮上大致平衡，并且大致均匀地推压所述对称式滚轮的所述外滚轮牵引表面抵靠在所述轴牵引表面上。
28.根据权利要求27所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
轴承，其安装在所述托架中，所述轴承允许所述对称式滚轮相对于所述托架旋转并且在所述托架之间平移，使得由所述牵引环上的所述倾斜环牵引表面产生的作用在所述对称式滚轮的所述内滚轮牵引表面上的力在所述对称式滚轮的每侧上大致平衡。
29.根据权利要求26所述的牵引驱动装置，其中，所述对称式牵引驱动装置联接在机械-涡轮增压器轴和发动机之间，所述机械-涡轮增压器轴连接机械-涡轮增压器中的涡轮机和压气机，所述发动机与所述机械-涡轮增压器相连。
30.根据权利要求28所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
牵引液，其被加压供给到所述托架中的油管中；
喷撒孔，其位于所述托架中，所述喷撒孔将所述牵引液喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面上以增大所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面的摩擦。
31.根据权利要求30所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
喷撒孔，其位于所述托架中，所述喷撒孔将所述牵引液从所述托架喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面的闭合侧上，以便给所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面提供牵引液。
32.根据权利要求30所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
喷撒孔，其位于所述托架中，所述喷撒孔将所述牵引液从所述托架喷撒在所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面的打开侧上，以便冷却所述倾斜牵引界面和所述轴牵引界面。
33.根据权利要求31所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
轴承，其安装在所述牵引环上；
调节螺钉，其调节所述轴承相对于固定面的位置，从而将所述牵引环推压在一起。
34.根据权利要求26所述的对称式牵引驱动装置，其中，所述牵引环包括至少一个环形齿轮的一部分。
35.根据权利要求26所述的对称式牵引驱动装置，其中，所述牵引环包括与至少一个环形齿轮分离的环。
36.根据权利要求26所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
外部控制的可调致动器，其将所述牵引环推压在一起。
37.根据权利要求36所述的对称式牵引驱动装置，其中，所述外部控制的可调致动器包括螺纹液压叶片转子，一旦液压施加到所述螺纹液压叶片转子上，所述螺纹液压叶片转子就在螺纹界面上旋转以在所述牵引环中产生平移运动。
38.根据权利要求36所述的对称式牵引驱动装置，其中，所述外部控制的可调致动器包括：
马达，其旋转轴承座以产生平移运动。
39.根据权利要求38所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
控制器，其产生控制所述马达的控制信号。
40.根据权利要求39所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
螺纹界面，其产生所述轴承座的所述平移运动。
41.根据权利要求39所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
滚珠斜面和滚珠，所述滚珠斜面和所述滚珠产生所述轴承座的所述平移运动。
42.根据权利要求39所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
滚珠螺旋和滚珠，所述滚珠螺旋和所述滚珠产生所述轴承座的所述平移运动。
43.根据权利要求39所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
液压平移致动器，其控制施加在所述牵引环上的力。
44.根据权利要求39所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
气压平移致动器，其控制施加在所述牵引环上的力。
45.根据权利要求39所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
压电元件，其控制施加在所述牵引环上的力。
46.根据权利要求39所述的对称式牵引驱动装置，其中，所述马达包括电动机。
47.根据权利要求26所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
蜡元件，其控制施加在所述牵引环上的力。
48.根据权利要求26所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
力大致恒定的致动器，其将所述牵引环推压在一起。
49.根据权利要求48所述的对称式牵引驱动装置，其中，所述力大致恒定的致动器包括弹簧。
50.根据权利要求48所述的对称式牵引驱动装置，其中，所述力大致恒定的致动器包括垫片。
51.根据权利要求26所述的对称式牵引驱动装置，还包括：
能够自动变化的夹紧致动器，其将所述牵引环推压在一起。
52.根据权利要求51所述的对称式牵引驱动装置，其中，所述能够自动变化的夹紧致动器包括设置在滚珠座圈中的倾斜通道中的多个滚珠，一旦扭矩施加到所述滚珠座圈上，所述滚珠就在所述牵引环中产生平移运动。
53.一种在对称式牵引驱动装置中在发动机和机械-涡轮增压器轴之间传输旋转机械能的方法，所述机械-涡轮增压器既由所述发动机机械驱动又由来自所述发动机的废气驱动，所述方法包括：
在涡轮机中从所述发动机产生的废气的焓中产生涡轮机旋转机械能；
将轴与所述涡轮机连接，所述轴具有轴牵引表面；
将压气机与所述轴连接；
利用所述涡轮机旋转机械能使所述压气机旋转以压缩进气，从而向所述发动机供应压缩的空气；
将所述对称式牵引驱动装置的多个对称式行星滚轮的多个行星滚轮牵引表面设置成与所述轴牵引表面接触，从而在所述多个行星滚轮牵引表面和所述轴牵引表面之间产生多个轴牵引界面；
将多个牵引环设置在所述对称式行星滚轮的相对两侧上，使得所述多个牵引环的牵引环牵引表面与所述多个对称式行星滚轮上的内滚轮牵引表面配合，从而在所述多个对称式行星滚轮和所述牵引环之间产生多个倾斜牵引界面；
将所述牵引环与至少一个环形滚轮连接；
将所述牵引环推压在一起，以在所述倾斜牵引界面上产生力，使得所述对称式行星滚轮朝向所述轴的轴牵引表面移动，从而增大作用在在所述轴牵引界面上的压力，以便在所述牵引环和所述对称式行星滚轮之间传输所述旋转机械能，
将传动比调节变速器与所述环形滚轮和所述发动机机械联接，以便根据所述发动机的操作状态，将一部分所述涡轮机旋转机械能传输至所述发动机，或者将一部分所述发动机旋转机械能传输至所述压气机。
54.根据权利要求53所述的方法，还包括：
利用控制器控制所述传动比调节变速器。
55.根据权利要求53所述的方法，其中，所述将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
响应于来自控制器的控制信号，使用外部控制的可调夹紧装置将所述牵引环推压在一起，以根据所述发动机的操作状态改变所述对称式牵引驱动装置的扭矩容量。
56.根据权利要求55所述的方法，其中，所述使用外部控制的可调夹紧装置将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
控制施加在液压平移装置上的液压压力，所述液压平移装置控制施加在所述牵引环上的所述力。
57.根据权利要求55所述的方法，其中，所述使用外部控制的可调夹紧装置将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
控制施加在气动平移装置上的气压，所述气动平移装置控制施加在所述牵引环上的所述力。
58.根据权利要求53所述的方法，其中，所述将所述牵引环推压在一起的步骤包括：
使用自动夹紧装置，所述自动夹紧装置响应于通过所述对称式牵引驱动装置传输的扭矩，自动改变作用在所述倾斜牵引界面上的所述力。
59.一种机械-涡轮增压器，其既由来自发动机的发动机旋转机械能机械驱动又由涡轮机旋转能驱动，所述机械-涡轮增压器包括：
涡轮机，其从所述发动机产生的废气的焓中产生涡轮机旋转机械能；
压气机，其压缩进气并将压缩的空气供给至所述发动机；
轴，其具有与所述涡轮机和所述压气机相连的部分和具有轴牵引表面的部分；
对称式牵引驱动装置，其围绕所述轴牵引表面设置，所述对称式牵引驱动装置包括：
多个对称式行星滚轮，其具有多个倾斜内滚轮牵引表面和多个外行星滚轮牵引表面，所述多个外行星滚轮牵引表面与所述轴牵引表面配合，从而在所述多个外行星滚轮牵引表面与所述轴牵引表面之间产生多个轴牵引界面；
多个牵引环，其设置在所述多个对称式行星滚轮的相对两侧上，并且具有倾斜牵引环牵引表面，所述多个倾斜牵引环牵引表面设置成与所述多个倾斜内滚轮牵引表面配合以产生倾斜牵引界面，所述倾斜牵引界面将所述涡轮机旋转机械能传输至所述发动机并且将所述发动机旋转机械能传输至所述牵引环和所述多个行星滚轮；
环形滚轮，其与所述牵引环连接或者构成所述牵引环的一部分；
无级变速器，其与所述对称式牵引驱动装置和所述发动机机械联接，以便根据所述发动机的操作状态，将一部分所述涡轮机旋转机械能传输至所述发动机，或者将一部分所述发动机旋转机械能传输至所述对称式牵引驱动装置。
60.根据权利要求59所述的机械-涡轮增压器，还包括：
控制器，其产生控制所述无级变速器的控制信号。
61.根据权利要求60所述的机械-涡轮增压器，还包括：
外部控制的可调夹紧装置，其将所述牵引环推压在一起，以根据所述发动机的操作状态改变所述对称式牵引驱动装置的扭矩容量。
62.根据权利要求61所述的机械-涡轮增压器，其中，所述外部控制的可调夹紧装置包括：
液压平移装置。
63.根据权利要求61所述的机械-涡轮增压器，其中，所述外部控制的可调夹紧装置包括：
气动平移装置。
64.根据权利要求60所述的机械-涡轮增压器，还包括：
能够自动调节的夹紧装置，其根据通过所述对称式牵引驱动装置传输的扭矩将所述牵引环推压在一起。
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