CN106605044B

CN106605044B - 具有行星齿轮组的发动机可变凸轮轴正时相位器

Info

Publication number: CN106605044B
Application number: CN201580045906.8A
Authority: CN
Inventors: R·辛普森; M·克洛斯; T·本纳
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2018-02-23
Anticipated expiration: 2035-08-24
Also published as: CN106605044A; WO2016036528A1; US20170248047A1; US10006321B2; DE112015003582T5

Abstract

一种发动机可变凸轮轴正时相位器(10)包括链轮(12)和行星齿轮组(14)。链轮(12)从发动机曲柄轴接收旋转驱动输入。行星齿轮组(14)包括两个或两个以上环形齿轮(34、36)、多个行星齿轮(32)、太阳齿轮(30)、第一组齿(82)以及第二组齿(40、62)。环形齿轮(34、36)中的一个环形齿轮可以连接至链轮(12)，且环形齿轮(34、36)中的一个环形齿轮向发动机凸轮轴传输旋转驱动输出。太阳齿轮(30)与行星齿轮(32)接合并且由电动马达(38)驱动。为了使行星齿轮组(14)处于锁定条件，第一组齿(82)和第二组齿(40、62)彼此配接。

Description

具有行星齿轮组的发动机可变凸轮轴正时相位器

本申请要求2014年9月4日提交的美国临时案号62/045,713的权益，该临时案号的全部内容以引用方式被并入本文。

技术领域

本公开大体上涉及用于内燃机的可变阀正时(VVT)，并且更具体地涉及可变凸轮轴正时(VCT)相位器。

背景技术

可变阀正时(VVT)系统通常结合内燃机-诸如在汽车中找到的那些内燃机-使用以控制进气阀和排气阀打开和关闭。VVT系统可帮助改进燃料经济性、减少废气排放并且增强发动机性能。一种类型的VVT系统采用可变凸轮轴正时(VCT)相位器。一般来说，VCT相位器动态地调整发动机凸轮轴相对于发动机曲柄轴的旋转以使进气阀和排气阀的打开和关闭移动提前或滞后。

发明内容

在一个实施例中，发动机可变凸轮轴正时定相包括链轮和行星齿轮组。该链轮从发动机曲柄轴接收旋转驱动输入。该行星齿轮组包括两个或两个以上环形齿轮、多个行星齿轮、太阳齿轮、第一组齿以及第二组齿。一个环形齿轮从该链轮接收旋转驱动输入，且一个环形齿轮向发动机凸轮轴传输旋转驱动输出。每个行星齿轮与该环形齿轮接合。该太阳齿轮与每个行星齿轮接合并且由电动马达驱动。为了使该行星齿轮组处于锁定条件，该第一组齿和该第二组齿彼此配接。

在另一个实施例中，发动机可变凸轮轴正时相位器包括链轮、两个或两个以上环形齿轮、多个行星齿轮、行星架板以及太阳齿轮。该链轮从发动机曲柄轴接收旋转驱动输入。一个环形齿轮从该链轮接收旋转驱动输入，且一个环形齿轮向发动机凸轮轴传输旋转驱动输出。每个行星齿轮与该环形齿轮接合。该行星架板支撑该行星齿轮并且具有第一组齿。该太阳齿轮与每个行星齿轮接合并且由电动马达驱动。该太阳齿轮具有第二组齿。该太阳齿轮和该电动马达之间具有销-和-凹口互连。该凹口相对于该销具有第一轴向深度，并且相对于该销具有第二轴向深度。当该发动机可变凸轮轴正时相位器是在非提前且非滞后状态中时，该第一组齿和该第二组齿彼此配接，且该销位于该凹口的第一轴向深度处。且当该发动机可变凸轮轴正时相位器是在提前或滞后状态中时，该第一组齿和该第二组齿彼此脱离，且该销位于该凹口的第二轴向深度处。

在又一实施例中，发动机可变凸轮轴正时相位器包括链轮、两个或两个以上环形齿轮、多个行星齿轮、第一组齿、太阳齿轮以及弹簧。该链轮从发动机曲柄轴接收旋转驱动输入。一个环形齿轮从该链轮接收旋转驱动输入，且一个环形齿轮向发动机凸轮轴传输旋转驱动输出。每个行星齿轮与该环形齿轮接合。该太阳齿轮与每个行星齿轮接合并且由电动马达驱动。该太阳齿轮具有第二组齿并且具有壁，凹口位于该壁中。该凹口具有第一凹部、第二凹部和第三凹部。当该电动马达的销支承在该第一凹部中时，该太阳齿轮是在沿着其轴线的第一轴向位置处，且该第一组齿和该第二组齿彼此配接。当该销支承在该第二凹部中时，该太阳齿轮是在沿着其轴线的第二轴向位置处，且该第一组齿和该第二组齿彼此未配接。且当该销支承在该第三凹部中时，该太阳齿轮是在沿着其轴线的第二轴向位置处，且该第一组齿和该第二组齿彼此未配接。该弹簧将该太阳齿轮朝该电动马达的销偏压。

附图说明

图1是发动机可变凸轮轴正时相位器的实施例的分解视图，该分解视图获自前视角；

图2是图1的发动机可变凸轮轴正时相位器的实施例的分解视图，该分解视图获自后视角；

图3是图1的发动机可变凸轮轴正时相位器的实施例的分透视图，该发动机可变凸轮轴正时相位器组装在一起；

图4是图1的发动机可变凸轮轴正时相位器的剖面图；

图5是图1的发动机可变凸轮轴正时相位器的太阳齿轮和行星架的实施例的放大视图；以及

图6A至图6C描绘图1的发动机可变凸轮轴正时相位器的销-和-凹口互连的实施例的不同状况。

具体实施方式

该图式说明配备在内燃机中并且控制发动机中的进气阀和排气阀打开和关闭的可变凸轮轴正时相位器10(下文称为“相位器”)的实施例。相位器10动态地调整发动机凸轮轴相对于发动机曲柄轴的旋转以使进气阀和排气阀的打开和关闭移动提前或滞后。内燃机可能最常见于汽车中，但是也能在其它应用中找到。虽然下文更详细地描述，但是一般来说，相位器10的齿轮可达到锁定条件，其中在锁定时，发动机的凸轮轴相对于发动机的凸轮轴维持在其角位置处。锁定条件妨碍称为“漂移”的行为，其中当发动机关闭时，发动机的凸轮轴趋向于从其角位置旋转。顺带提及，除非另有指示，否则术语轴向地、径向地、周向地以及它们的相关形式在本文是相对于相位器10的大体上圆形和环形以及圆柱形部件使用。

相位器10是具有一起工作以从伴随发动机曲柄轴传送旋转和传送旋转至发动机的凸轮轴并且可一起工作以针对发动机阀打开和关闭的提前和滞后相对于曲柄轴角度地移位凸轮轴的部件的多件式组件。相位器10除其它可能因素外取决于其中采用相位器的应用以及曲柄轴和与其工作的凸轮轴而可具有不同的设计和构造。在图1至4中呈现的实施例中，例如，相位器10包括链轮12、行星齿轮组14、内板或板16以及弹簧18。

链轮12从发动机的曲柄轴接收旋转驱动输入并且围绕轴线X₁旋转。正时链或正时带可环绕链轮12和曲柄轴使得曲柄轴的旋转经由链或带转化为链轮的旋转。用于传送链轮12与曲柄轴之间的旋转的其它技术是可行的。在外部，链轮12具有用于与正时链、正时带或另一个部件配接的一组齿20。在不同的实例中，该组齿20可包括围绕链轮12的圆周连续跨接的三十八个单独齿、四十二个单独齿或某个其它数量的齿。如所说明，链轮12具有从该组齿20轴向地跨接的裙部22。裙部22是用于容置行星齿轮组14的部分的圆柱形壁，并且可在其内部处具有用于容纳行星齿轮组的齿的阶状部24(图4)。在其另一侧处，链轮12具有带有中心开口28的前壁26。

在此处呈现的实施例中，行星齿轮组14包括太阳齿轮30、行星齿轮32、第一环形齿轮34以及第二环形齿轮36。太阳齿轮30是由电动马达38驱动围绕轴线X₁旋转(图3)。现在参考图5和图6A至6C，太阳齿轮30与行星齿轮32接合并且在其外部处具有与行星齿轮直接齿对齿啮合的一组齿40。在不同的实例中，该组齿40可包括围绕太阳齿轮30的圆周连续跨接的二十六个单独齿、三十七单独齿或某个其它数量的齿。呈圆柱体形状的壁42从该组齿40跨接并且跨接至开口端44，该开口端终止该壁的长度。如所述，太阳齿轮30是外部正齿轮，但是也可为另一种类型的齿轮。

在此实施例中，一对凹口46限定在壁42中用于容纳电动马达38的销48。总之，凹口46和销48在太阳齿轮30与电动马达38之间做出互连。销48从电动马达38延伸、可为其驱动轴的部分或可构成其驱动轴，并且可具有在相反方向上突出的一对插脚50。销48在图中呈现为一定程度上通用表示；技术人员将明白的是，销48在应用中可采取许多设计和构造。如本文所使用的词汇“销”旨在涵盖许多可能设计和构造。虽然凹口46提供作为壁42的相对侧上的一对，但是相反地可在壁中提供单个凹口或可提供另一数量的凹口。凹口46设置在开口端44中并且构成开口端的一部分；相反地，凹口可从开口端间隔开并且在其侧处由壁42的壁包住。

在端对端轮廓中且可能如由图6A至6C最佳地描绘，每个凹口46具有第一凹部52、第二凹部54以及第三凹部56。相对于围绕壁42的圆周方向，第一凹部52位于第二凹部54与第三凹部56之间。为了如图6B中所示般容纳插脚50，第一凹部52凹陷至壁42中达第一轴向深度D₁。第一轴向深度D₁可如图6A中所示般关于开口端44的非凹口部分测量，或可关于销48或另一个部件上的边缘、表面或某个其它参考点测量。第二凹部54和第三凹部56彼此类似并且具有界定凹口46的圆周长度的相应侧表面58、60。为了如图6A和图6C中所示般容纳插脚50，第二凹部54和第三凹部56凹陷至壁42中达第二轴向深度D₂和第三轴向深度D₃。第二轴向深度D₂和第三轴向深度D₃可以与上文针对第一轴向深度D₁陈述的方式相同的方式测量。与第一轴向深度D₁相比，第二轴向深度D₂和第三轴向深度D₃具有小于第一轴向深度D₁的长度的长度。且与彼此比较，第二轴向深度D₂和第三轴向深度D₃基本上相等。不同的轴向深度产生太阳齿轮30的不同对应轴向移动，如下文更详细地描述。实际上，选定用于轴向深度的确切值可以取决于-除其它可能影响外-用于锁定和解锁行星齿轮组14的齿的长度以及实行锁定和解锁的理想速度。在图中未描绘的其它实施例中，凹口46可具有轴向深度不同的两个凹部，而非三个凹部。

仍然参考图5和图6A至图6C，太阳齿轮30可具有用于锁定和解锁行星齿轮组14的又一组齿62。这些齿62在设置时与齿40是分立的。齿62可设计并且塑形为一组花键或可具有其它设计和形状，且在此含义中，术语“齿”用作涵盖不同设计和形状的种类，而术语“花键”用作该种类的物种。花键62可位于壁42的外部处并且围绕壁上的中间位置，且轴向地位于齿40与凹口46之间。为了将花键62连接至壁42，它们可按压配合、焊接、粘附、螺合或以另一种方式附接。如由图的实施例所呈现，单独花键轴向地指向开口端44。

再次参考图1至4，在发动机的凸轮轴达到提前和滞后角位置之间的过程中，行星齿轮32围绕它们的单独旋转轴线X₂旋转。当未提前或滞后时，行星齿轮32与太阳齿轮30和环形齿轮34、36围绕轴线X₁一起回转。在此处呈现的实施例中，总共具有三个分立的行星齿轮32，其相对于彼此类似地设计和构造，但是也可具有其它数量的行星齿轮，诸如两个或四个或六个。然而这里存在许多行星齿轮，每个行星齿轮32可与第一环形齿轮34和第二环形齿轮36这二者接合，且每个行星齿轮可在其外部处具有与环形齿轮做出直接齿对齿啮合的一组齿64。在不同实例中，齿64可包括围绕每个行星齿轮32的圆周连续地跨接的二十一个单独齿或某个其它数量的齿。

为了将行星齿轮32保持在适当位置中并且支撑它们，可提供行星架组件66。行星架组件66可具有不同设计和构造。在图中所呈现的实施例中，行星架组件66在一端处包括顶部或第一行星架板68、在另一端处具有底部或第二行星架板70，并且具有用于在行星架板之间做出连接的圆柱体72。图5中可能最佳地说明第一板68。其围绕其外围设置若干突片74，其中每个突片包括孔76。中心开口78部分由边缘80限定。第一板68具有用于与太阳齿轮30的齿62配接和分离并且因此锁定和解锁行星齿轮组14的一组齿82。如之前一样，齿82可设计并且塑形为一组花键。花键82可位于边缘80的内部处并且可通过按压配合、焊接、粘附、螺合或经由以另一种方式的附接连接至边缘。花键82可位于包括第二板70处的其它位置处；实际上，其确切位置可以由花键62的位置以及其与它们配接和脱离的能力来规定。如由图的实施例所呈现，单独花键82可轴向地指向花键62并且以对应方式设计和构造使得该组花键在配接时固定在一起。现在参考图1和图2，第二板70和圆柱体72可为单件式或单独部分。螺栓84用圆柱体72的内螺纹紧固，且螺纹86用安装行星齿轮32并且用作用于齿轮旋转的轮毂的销88紧固。最后，垫片90可结合行星架组件66使用。

第一环形齿轮34可连接至链轮12使得第一环形齿轮和链轮在操作中围绕轴线X₁一起旋转。该连接可以不同方式做出，该方式包括切口-和-突片互连件、按压配合、焊接、粘附、铆接、螺合或另一种技术。另外，第一环形齿轮34和链轮12可构成整块部件并且不一定是如图中所描绘的分立部件。在组装过程中并且如可能在图4中最佳地示出，第一环形齿轮34位于链轮的裙部22的内侧上并且抵着阶状部24。第一环形齿轮34具有环形形状、与行星齿轮32接合，并且在其内部处具有用于与行星齿轮做出直接齿对齿啮合的一组齿92。在不同实例中，齿92可包括围绕第一环形齿轮34的圆周连续地跨接的八十个单独齿或某个其它数量的齿。在此处所呈现的实施例中，第一环形齿轮34是内正齿轮，但是也可为另一种类型的齿轮。

第二环形齿轮36围绕轴线X₁向发动机的凸轮轴传输旋转驱动输出。参考图1、图2和图4，在此实施例中，第二环形齿轮36经由板16驱动凸轮轴的旋转。第二环形齿轮36和板16可以不同方式连接在一起，该方式包括切口-和-突片互连件、按压配合、焊接、粘附、螺合或另一种技术。如第一环形齿轮34，第二环形齿轮36位于链轮的裙部22的内侧上，但是更接近链路的前壁26且更接近发动机的凸轮轴。第二环形齿轮36具有环形形状、与行星齿轮32接合，并且在其内部处具有用于与行星齿轮做出直接齿对齿啮合的一组齿94。在不同实例中，齿94可包括围绕第二环形齿轮36的圆周连续地跨接的七十八个单独齿或某个其它数量的齿。相对于彼此，第一环形齿轮34与第二环形齿轮36之间的齿数可相差所提供的行星齿轮32的数量的倍数。因此例如，齿92可包括八十个单独齿，而齿94可包括七十七个单独齿-在此实例中三个行星齿轮32的三个单独齿的差。在具有六个行星齿轮的另一个实例中，齿92可包括七十个单独齿，而齿94可包括八十二个单独齿。满足此关系通过在操作中赋予第一环形齿轮34与第二环形齿轮36之间的相对旋转移动和相对旋转速度提供提前和滞后能力。在此处所呈现的实施例中，第二环形齿轮36是内正齿轮，但是也可为另一种类型的齿轮。

总之，两个环形齿轮34、36构成用于行星齿轮组14的开口环形齿轮构造。另外，行星齿轮组14可包括两个以上环形齿轮。例如，行星齿轮组14可包括用于总共三个环形齿轮的另外的第三环形齿轮。此处，第三环形齿轮还可如同第二环形齿轮36一般向发动机的凸轮轴传输旋转驱动输出，并且可具有与第二环形齿轮相同数量的单独齿。

板16直接连接至发动机的凸轮轴并且通过其与第二环形齿轮36的连接而旋转驱动。仍然参考图1、图2和图4，板16与凸轮轴之间的连接可以不同方式做出，该方式包括螺栓96的方式。在此实施例中，板16具有第一套筒98、第二套筒100以及凸缘102。第一套筒98是部分插入至太阳齿轮30的壁42中并且容纳螺栓96的圆柱形壁。第一套筒98和壁42可彼此稍微间隔开，因此它们可单独旋转。第二套筒100配合至链轮12的中心开口28中并且将板16和链轮引导在一起。且凸缘102类似于圆盘，并且沿外侧径向地跨接以触及第二环形齿轮36用于在其间进行连接。

弹簧18施加偏压力至太阳齿轮30并且在轴向方向上朝销48推动太阳齿轮。在此处的实施例中，弹簧18插入在板的第一套筒98的外部上方并且轴向地位于太阳齿轮30的终端与板的凸缘102之间。为了其安装，可提供止推垫片104、扣环106以及定位垫片108。如图1、图2和图4中所说明，止推垫片104插入在第一套筒98上方，且扣环106是由第一套筒的外部处的凹槽固定至第一套筒。定位垫片108还插入在第一套筒98上方，但是轴向地插入在扣环106与凸缘102之间。运用此组件，弹簧18可直接位于太阳齿轮30与止推垫片104之间。因为扣环106固定在适当位置中，所以弹簧18朝太阳齿轮30的终端推动。弹簧18经由弹簧与止推垫片104之间的邻接施加轴向方向的偏压力至太阳齿轮30。另外，其它组件是可能的，包括不一定涉及扣环和垫片的这些组件。

在图的实施例中，弹簧18是单个波形弹簧。在具体实例中，波形弹簧18可展现出范围介于约5.7牛顿/毫米(N/mm)与5.9N/mm之间的弹速，或更具体地可为约5.77N/mm、5.80N/mm或5.83N/mm。且当行星齿轮组14在锁定条件中时，波形弹簧18可施加范围介于约6N至30N之间的偏压力。又另外的弹速和偏压力对于弹簧18是可能的，且确切值可以取决于其中使用相位器10的特定应用。在其它实施例中，弹簧18可为不同类型的弹簧并且可具有不同设置。例如，弹簧18可为盘形弹簧或一个或多个螺簧。在螺簧的情况中，单个螺簧可插入在第一套筒98上方，或多个螺簧可设置在第一套筒的外侧周围，此处列举某些实例。

当在使用中时，相位器10从发动机曲柄轴传送旋转和传送旋转至发动机凸轮轴，且当由控制器命令时，可将凸轮轴角度地移位至提前角位置和滞后角位置。在没有凸轮轴提前或滞后的情况下，链轮12驱动成由发动机曲柄轴围绕轴线X₁在第一方向上(例如，顺时针或逆时针)且以第一旋转速度旋转。因为第一环形齿轮34连接至链轮12，所以第一环形齿轮还在第一方向上且以第一旋转速度旋转。同时，电动马达38驱动太阳齿轮30以在第一方向上且以第一旋转速度围绕轴线X₁旋转。在这些条件下，链轮12、太阳齿轮30、第一环形齿轮34和第二环形齿轮36以及板16全部统一在第一方向上且以第一旋转速度一起旋转。另外，行星齿轮32围绕轴线X₁在第一方向上且以第一旋转速度一起回转，并且不会围绕它们的旋转轴线X₂旋转。换言之，在凸轮轴没有提前或滞后时，链轮12、太阳齿轮30、行星齿轮32、环形齿轮34、36以及板16之间没有相对旋转移动或相对旋转速度。归因于缺少这样的相对旋转移动和速度，否则可发生在齿轮之间的摩擦损失最小化或完全消除。

在此实例中，为了使发动机凸轮轴的角位置提前，电动马达38以慢于链轮12的第一旋转速度的第二旋转速度驱动太阳齿轮30。这产生太阳齿轮30与链轮12之间的相对旋转速度和相对旋转移动。且因为第一环形齿轮34和第二环形齿轮36具有相对于彼此的不同数量的单独齿，所以第一环形齿轮相对于第二环形齿轮旋转地移动。同时，行星齿轮32围绕它们的单独旋转轴线X₂旋转。以第二旋转速度驱动太阳齿轮30的确切持续时间将取决于发动机凸轮轴与链轮12之间的角位移的理想程度。一旦理想程度生效，将再次命令电动马达38以第一旋转速度驱动太阳齿轮30。另外，当角位置提前时，销48的插脚50移动至第二凹部54并且支承在其中抵着侧表面58-这在图6A中描述。太阳齿轮30沿着轴线X₁朝发动机的凸轮轴并且远离销48移动。太阳齿轮30的花键62滑离第一板68的花键82；它们分离并且彼此脱离，由此太阳齿轮和第一板并未经由花键直接耦合。行星齿轮组14由此在其解锁条件中。通向第二凹部54的稍微倾斜过渡由插脚50促进准摆好移动至第二凹部。在此实施例中，仅太阳齿轮30轴向地移动，而行星齿轮组14的其它部件不会轴向移动。

相反地，为了使发动机凸轮轴的角位置滞后，电动马达38以快于链轮12的第一旋转速度的第二旋转速度驱动太阳齿轮30。太阳齿轮30与链轮12之间再次产生相对旋转速度和移动，且第一齿轮34相对于第二齿轮36旋转地移动。且如之前一样，行星齿轮32围绕它们的单独旋转轴线X₂旋转。另外，当角位置滞后时，销48的插脚50移动至第三凹部56并且支承在其中抵着侧表面60——这在图6C中描述。太阳齿轮30再次沿着轴线X₁朝发动机的凸轮轴并且远离销48移动。太阳齿轮30的花键62滑离第一板68的花键82；它们分离并且彼此脱离，由此太阳齿轮和第一板并未经由花键直接耦合。行星齿轮组14由此在其解锁条件中。因为第二轴向深度D₂和第三轴向深度D₃基本上相等，所以太阳齿轮30在提前和滞后时滑动相同轴向距离且滑动至相同轴向位置，但是情况不一定总是这样。

当发动机的凸轮轴的角位置没有提前和滞后时，行星齿轮组14可达到锁定条件。在锁定条件下，链轮12、太阳齿轮30、第一环形齿轮34和第二环形齿轮36以及板16全部一起统一旋转并且它们之间没有相对旋转移动和相对旋转速度。当行星齿轮组14的两个部件之间防止相对旋转移动时，建立锁定条件。当伴随发动机关闭时，锁定条件有时候是理想的。在没有锁定能力时，已经观察到称为“漂移”的行为，其中在关闭时，发动机的凸轮轴趋向于从其角位置旋转。例如，漂移可起因于当发动机关闭时施加于凸轮轴凸角的弹力；另外，其它情况可以使关闭的凸轮轴旋转。当发动机启动时，这可妨碍依赖于对凸轮轴的角位置的了解的某些发动机操作策略。实例是用于某些启动/停止技术的策略，其中当在红色交通灯下空转时发动机瞬间关闭，且接着当交通灯变绿且按下油门时发动机重启。在发动机关闭时，相位器10和其锁定条件妨碍漂移行为和其它非所需的凸轮轴旋转。当关闭时，由弹簧18施加的偏压力促进销48的插脚50移动至第一凹部52中-这在图6B中描绘。开始于第二凹部54或第三凹部56，太阳齿轮30沿着轴线X₁朝销48并且远离发动机的凸轮轴移动。太阳齿轮30的花键62滑向第一板68的花键82，且该两组花键彼此配接。当太阳齿轮30和第一板68以此方式固定时，行星齿轮组14和其部件因此旋转地锁定在一起。行星齿轮组14由此在其解锁条件中。在其两侧上通向第一凹部52的稍微倾斜过渡响应于施加的偏压力而由插脚50促进准备好移动至第一凹部中。

另外，相位器10可具有不同于此描述中详述和图中说明的设计和构造的设计和构造。例如，行星齿轮组14达到锁定条件可以各种方式生效。齿40的目的可用于接合行星齿轮32的齿64与第一板68的齿82，而非在太阳齿轮30处提供单独组的齿轮62；对于此，与图中如何呈现齿40的设计相比，齿40可具有增大的轴向长度或某个其它修改。另外，锁定条件不一定涉及太阳齿轮30和行星架组件66，且反而可涉及行星齿轮组14的其它部件。例如，可省略第一板处的该组花键，且相反地，一组花键可连接至一个环形齿轮，其中太阳齿轮仍然具有其的一组花键；在此情况中，该组花键中的一个花键将必须延伸至另一个花键以进行配接。当环形齿轮和太阳齿轮的花键配接在一起时，如之前一样，行星齿轮组和其部件因此旋转锁定在一起。

前述描述仅被视为说明性的。所使用的术语的词汇本质旨在具有描述而非限制。鉴于以上描述，本领域技术人员将容易想到许多修改和变动。因此，前述描述不旨在将本发明限于上述实施例。因此，本发明的范围如随附权利要求书限定。

Claims

1.一种发动机可变凸轮轴正时相位器（10），其包括：

链轮（12），其从发动机曲柄轴接收旋转驱动输入；

行星齿轮组（14），其包括：

至少两个环形齿轮（34、36），所述至少两个环形齿轮（34、36）中的一个环形齿轮从所述链轮（12）接收旋转驱动输入，且所述至少两个环形齿轮（34、36）中的另一个环形齿轮向发动机凸轮轴传输旋转驱动输出；

与所述至少两个环形齿轮（34、36）接合的多个行星齿轮（32）；

与所述多个行星齿轮（32）接合并且由电动马达（38）驱动的太阳齿轮（30）；

第一组齿（82）；以及

第二组齿（40、62）；

其中为了使所述行星齿轮组（14）处于锁定条件，所述第一组齿（82）和所述第二组齿（40、62）彼此配接。

2.根据权利要求1所述的发动机可变凸轮轴正时相位器（10），其进一步包括行星架板（68、70），所述行星架板（68、70）具有所述第一组齿（82）且所述太阳齿轮（30）具有所述第二组齿（40、62），且当所述第一组齿（82）和所述第二组齿（40、62）彼此配接时，所述行星架板（68、70）和所述太阳齿轮（30）一起旋转且所述行星齿轮组（14）处于所述锁定条件中。

3.根据权利要求1所述的发动机可变凸轮轴正时相位器（10），其中当所述发动机可变凸轮轴正时相位器（10）处于非提前且非滞后状态中时，所述太阳齿轮（30）位于沿着其轴线的第一轴向位置处且所述第一组齿（82）和所述第二组齿（40、62）彼此配接，且当所述发动机可变凸轮轴正时相位器（10）处于提前或滞后状态中时，所述太阳齿轮（30）位于沿着其轴线的第二轴向位置处且所述第一组齿（82）和所述第二组齿（40、62）彼此脱离。

4.根据权利要求3所述的发动机可变凸轮轴正时相位器（10），其进一步包括将所述太阳齿轮（30）偏压至所述第一轴向位置的弹簧（18）。

5.根据权利要求3所述的发动机可变凸轮轴正时相位器（10），其中所述太阳齿轮（30）与所述电动马达（38）之间的销-和-凹口互连以及所述太阳齿轮（30）与所述链轮（12）之间的相对旋转速度使得所述太阳齿轮（30）在所述第一轴向位置与所述第二轴向位置之间轴向移动。

6.根据权利要求5所述的发动机可变凸轮轴正时相位器（10），其中所述销-和-凹口互连包括位于所述太阳齿轮（30）的壁（42）中的凹口（46）以及从所述电动马达（38）延伸出的销（48）。

7.根据权利要求6所述的发动机可变凸轮轴正时相位器（10），其中所述凹口（46）具有第一凹部（52）、第二凹部（54）以及第三凹部（56），当所述销（48）支承在所述第一凹部（52）中时，所述太阳齿轮（30）位于所述第一轴向位置处，当所述销（48）支承在所述第二凹部（54）中时，所述太阳齿轮（30）位于所述第二轴向位置处，且当所述销（48）支承在所述第三凹部（56）中时，所述太阳齿轮（30）位于所述第二轴向位置处。

8.根据权利要求1所述的发动机可变凸轮轴正时相位器（10），其中所述第一组齿（82）是第一组花键（82），所述第二组齿（40、62）是第二组花键（62），所述第二组花键（62）与所述太阳齿轮（30）的一组齿（40）分立，所述组齿（40）与所述多个行星齿轮（32）的多组齿（64）啮合。

9.一种发动机可变凸轮轴正时相位器（10），其包括：

链轮（12），其从发动机曲柄轴接收旋转驱动输入；

支撑所述多个行星齿轮（32）的行星架板（68、70），所述行星架板（68、70）具有第一组齿（82）；以及

与所述多个行星齿轮（32）接合并且由电动马达（38）驱动的太阳齿轮（30），所述太阳齿轮（30）具有第二组齿（40、62），所述太阳齿轮（30）和所述电动马达（38）之间具有销-和-凹口互连，所述凹口（46）具有第一轴向深度（D₁）并且具有第二轴向深度（D₂、D₃）；

其中，当所述发动机可变凸轮轴正时相位器（10）处于非提前且非滞后状态中时，所述第一组齿（82）和所述第二组齿（40、62）彼此配接且所述销（48）位于所述凹口（46）的所述第一轴向深度（D₁）处，且当所述发动机可变凸轮轴正时相位器（10）处于提前或滞后状态中时，所述第一组齿（82）和所述第二组齿（40、62）彼此未配接且所述销（48）位于所述凹口（46）的所述第二轴向深度（D₂、D₃）处。

10.根据权利要求9所述的发动机可变凸轮轴正时相位器（10），其进一步包括将所述销（48）和所述凹口（46）偏压在一起的弹簧（18）。

11.根据权利要求9所述的发动机可变凸轮轴正时相位器（10），其中当所述销（48）位于所述凹口（46）的所述第一轴向深度（D₁）处时，所述太阳齿轮（30）位于沿着其轴线的第一轴向位置处，且当所述销（48）位于所述凹口（46）的所述第二轴向深度（D₂、D₃）处时，所述太阳齿轮（30）位于沿着其轴线的第二轴向位置处。

12.根据权利要求9所述的发动机可变凸轮轴正时相位器（10），其中所述凹口（46）位于所述太阳齿轮（30）的壁（42）中且所述销（48）从所述电动马达（38）延伸出。

13.根据权利要求9所述的发动机可变凸轮轴正时相位器（10），其中所述凹口（46）具有第三轴向深度（D₃），与当所述销（48）位于所述第二轴向深度（D₂）处时相比，当所述销（48）位于所述第三轴向深度（D₃）处时，所述发动机可变凸轮轴正时相位器（10）处于所述提前或滞后状态中的另一个状态中，且当所述销（48）位于所述第三轴向深度（D₃）处时，所述第一组齿（82）和所述第二组齿（40、62）彼此未配接。

14.根据权利要求9所述的发动机可变凸轮轴正时相位器（10），其中所述第一组齿（82）是第一组花键（82），所述第二组齿（40、62）是第二组花键（62），所述第二组花键（62）与所述太阳齿轮（30）的一组齿（40）分立，所述组齿（40）与所述多个行星齿轮（32）的多组齿（64）啮合。

15.一种发动机可变凸轮轴正时相位器（10），其包括：

链轮（12），其从发动机曲柄轴接收旋转驱动输入；

第一组齿（82）；

与所述多个行星齿轮（32）接合并且由电动马达（38）驱动的太阳齿轮（30），所述太阳齿轮（30）具有第二组齿（40、62），所述太阳齿轮（30）具有壁（42），凹口（46）位于所述壁（42）中，所述凹口（46）具有第一凹部（52）、第二凹部（54）和第三凹部（56），当所述电动马达（38）的销（48）支承在所述第一凹部（52）中时，所述太阳齿轮（30）位于沿着其轴线的第一轴向位置处且所述第一组齿（82）和所述第二组齿（40、62）彼此配接，当所述销（48）支承在所述第二凹部（54）中时，所述太阳齿轮（30）位于沿着其轴线的第二轴向位置处且所述第一组齿（82）和所述第二组齿（40、62）彼此脱离，且当所述销（48）支承在所述第三凹部（56）中时，所述太阳齿轮（30）是在沿着其轴线的第二轴向位置处且所述第一组齿（82）和所述第二组齿（40、62）彼此未配接；以及

将所述太阳齿轮（30）朝所述电动马达（38）的所述销（48）偏压的弹簧（18）。