本發(fā)明屬于電動相位器(e-相位器)的領域。更特別地，本發(fā)明屬于具有消隙行星傳動機構(gòu)的電動相位器。

背景技術(shù)：

在閉環(huán)動力傳輸系統(tǒng)中，可變凸輪正時(VCT)是相對于其操作地連接到的曲軸來測量凸輪軸的角位移或相位角，然后通過改變相位角以便響應對于動力增加或減小的需求來調(diào)整各個發(fā)動機特性的系統(tǒng)。通常，存在有其中此類發(fā)動機特性的理想值是對照它們現(xiàn)有值來進行測量并且響應于任何變化在發(fā)動機內(nèi)部實現(xiàn)改變的反饋回路。為實現(xiàn)這一點，現(xiàn)代汽車通常具有一個或多個電子控制單元(ECU)，其不斷地分析從發(fā)動機的不同零部件或從汽車的其他零部件輸送給它們的數(shù)據(jù)，這些零部件例如排氣傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器。然后，響應于這些數(shù)據(jù)，發(fā)出控制信號。例如，就VCT系統(tǒng)而言，當發(fā)動機或外界條件發(fā)生改變時，相應地調(diào)整凸輪軸與曲軸之間的角位移。

VCT系統(tǒng)包括凸輪定相控制裝置(有時被稱為相位器)并且可包括控制閥、控制閥致動器和控制電路。VCT是指當有需要時控制和改變傳動軸與一個或多個控制發(fā)動機的進氣閥和排氣閥的凸輪軸之間的角關系(“相位”)的過程。電動相位器(e-相位器)由電動機驅(qū)動來控制和改變傳動軸與一個或多個凸輪軸之間的角關系。響應于輸入信號，電動相位器將凸輪軸調(diào)整到提前或延遲發(fā)動機正時。

Choi等人的于2007年8月2日公布的標題為“用于汽車的可變傳動比轉(zhuǎn)向設備(Variable Gear Ratio Steering Apparatus for Automobiles)”的美國專利申請公布號2007/0179011公開了可變傳動比轉(zhuǎn)向設備，其包括連接至 方向盤的輸入軸、與輸入軸同軸形成的且同時包圍輸入軸的太陽齒輪、與太陽齒輪進行外嚙合的第一對行星齒輪、與太陽齒輪進行外嚙合的第二對行星齒輪、聯(lián)接至輸入軸同時將第一對行星齒輪連接起來的第一行星架、適于相對于輸入軸旋轉(zhuǎn)且同時將第二對行星齒輪連接起來的第二行星架、與第一對行星齒輪和第二對行星齒輪進行內(nèi)嚙合的環(huán)形齒輪以及連接至環(huán)形齒輪的輸入軸。第二行星架插入到第一行星架中，同時由壓縮裝置支撐，以便第二行星架可相對于輸入軸旋轉(zhuǎn)以減少齒隙。

Showalter的于2014年6月19日公布的標題為“開環(huán)齒輪行星式凸輪相位器(Split Ring Gear Planetary Cam Phaser)“的專利WO2014/092963公開了一種用于動態(tài)地調(diào)整內(nèi)燃發(fā)動機的凸輪軸相對于發(fā)動機曲軸的旋轉(zhuǎn)關系的凸輪相位器。凸輪相位器可以包括具有開環(huán)齒輪的行星齒輪系統(tǒng)，開環(huán)齒輪包括通過無限循環(huán)動力傳輸構(gòu)件由發(fā)動機曲軸驅(qū)動的鏈輪環(huán)形齒輪以及可連接用于與凸輪軸旋轉(zhuǎn)的凸輪軸環(huán)形齒輪。太陽齒輪可布置成與開環(huán)齒輪同心，并且多個行星齒輪可嚙合接合在太陽齒輪與開環(huán)齒輪之間。凸輪軸環(huán)形齒輪可具有不同數(shù)量的齒，其以對應于行星齒輪數(shù)量的倍數(shù)的值大于或小于鏈輪環(huán)形齒輪，從而使每一個行星齒輪在接合位置處齒對齊。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

動態(tài)地調(diào)整內(nèi)燃發(fā)動機的凸輪軸相對于發(fā)動機曲軸的旋轉(zhuǎn)關系的電動相位器包括電動機和行星傳動機構(gòu)。在一些實施例中，行星傳動機構(gòu)包括太陽齒輪、行星齒輪、由發(fā)動機曲軸驅(qū)動的鏈輪環(huán)形齒輪、與凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)的凸輪軸環(huán)形齒輪、行星架、杠桿臂和載荷產(chǎn)生器。杠桿臂可旋轉(zhuǎn)地附接至至少一個行星齒輪并且在行星架上定位成與太陽軸線離軸的樞軸點處可樞轉(zhuǎn)地附接至行星架。載荷產(chǎn)生器聯(lián)接至行星架并且將扭轉(zhuǎn)載荷施加至杠桿臂以減少在開環(huán)行星齒輪傳動機構(gòu)中的齒隙。凸輪軸環(huán)形齒輪齒和鏈輪環(huán)形齒輪齒的數(shù)量之間的差為行星齒輪數(shù)量的倍數(shù)。

在一些實施例中，行星傳動機構(gòu)為開環(huán)行星傳動機構(gòu)，其包括太陽齒輪、多個行星齒輪、鏈輪環(huán)形齒輪、凸輪軸環(huán)形齒輪、行星架、杠桿臂和 載荷產(chǎn)生器。太陽齒輪由電動機驅(qū)動來繞太陽軸線旋轉(zhuǎn)，并且包括多個太陽齒輪齒。行星齒輪設置在太陽齒輪的周圍，而且每個行星齒輪包括多個保持行星齒輪與太陽齒輪嚙合接合的行星齒。鏈輪環(huán)形齒輪由發(fā)動機曲軸驅(qū)動，并且包括多個保持鏈輪環(huán)形齒輪與行星齒輪嚙合接合的鏈輪環(huán)形齒輪齒。凸輪軸環(huán)形齒輪可與凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)，并且包括多個保持凸輪軸環(huán)形齒輪與行星齒輪嚙合接合的凸輪軸環(huán)形齒輪齒。行星架可繞著太陽軸線旋轉(zhuǎn)，并且可旋轉(zhuǎn)地容納多個行星齒輪中的至少一個第一行星齒輪。杠桿臂可旋轉(zhuǎn)地附接至多個行星齒輪中的至少一個第二行星齒輪，并且在行星架上定位成與太陽軸線離軸的樞軸點處可樞轉(zhuǎn)地附接至行星架。載荷產(chǎn)生器聯(lián)接至行星架并且將扭轉(zhuǎn)載荷施加至杠桿臂以減少在開環(huán)行星齒輪傳動機構(gòu)中的齒隙。凸輪軸環(huán)形齒輪齒和鏈輪環(huán)形齒輪齒的數(shù)量之間的差為行星齒輪數(shù)量的倍數(shù)，從而在行星齒輪中的每一個的接合位置處提供齒對齊。

在一些實施例中，行星傳動機構(gòu)為固定太陽行星傳動機構(gòu)，其包括太陽齒輪、多個行星齒輪、環(huán)形齒輪、行星架、杠桿臂和載荷產(chǎn)生器。太陽齒輪由電動機驅(qū)動來繞太陽軸線旋轉(zhuǎn)，并且包括多個太陽齒輪齒。行星齒輪設置在太陽齒輪的周圍，而且每個行星齒輪包括多個保持行星齒輪與太陽齒輪嚙合接合的行星齒。環(huán)形齒輪由發(fā)動機曲軸驅(qū)動，并且包括多個保持環(huán)形齒輪與行星齒輪嚙合接合的環(huán)形齒輪齒。行星架可繞著太陽軸線旋轉(zhuǎn)，可旋轉(zhuǎn)地容納多個行星齒輪中的至少一個第一行星齒輪，并且聯(lián)接來與凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)。杠桿臂可旋轉(zhuǎn)地附接至多個行星齒輪中的至少一個第二行星齒輪，并且在行星架上定位成與太陽軸線離軸的樞軸點處可樞轉(zhuǎn)地附接至行星架。載荷產(chǎn)生器聯(lián)接至行星架并且將扭轉(zhuǎn)載荷施加至杠桿臂以減少在固定太陽行星傳動機構(gòu)中的齒隙。

在一些實施例中，一種減少電動相位器中的齒隙以動態(tài)地調(diào)整內(nèi)燃發(fā)動機的凸輪軸相對于發(fā)動機曲軸的旋轉(zhuǎn)關系的方法包括：經(jīng)由聯(lián)接至行星架的載荷產(chǎn)生器，將扭轉(zhuǎn)載荷施加至可旋轉(zhuǎn)地附接至多個行星齒輪中的至少一個第二行星齒輪上且在行星架上定位成與太陽軸線離軸的樞軸點處可樞轉(zhuǎn)地附接至行星架的杠桿臂，以減少在行星傳動機構(gòu)中的齒隙。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明的一個實施例中的行星傳動系統(tǒng)的示意性主視圖。

圖2示出了電動相位器的示意圖，其包括沿線2-2的圖1的行星傳動系統(tǒng)的示意性截面圖。

圖3示出了本發(fā)明的一個實施例中的另一行星傳動系統(tǒng)的示意性主視圖。

圖4示出了本發(fā)明的一個實施例中具有鏈條張緊器式消隙機構(gòu)的行星傳動系統(tǒng)的示意性主視圖。

圖5示出了本發(fā)明的一個實施例中具有四個行星的行星傳動系統(tǒng)的示意性主視圖。

圖6示出了本發(fā)明的一個固定太陽實施例中行星傳動系統(tǒng)的示意性主視圖。

圖7示出了電動相位器的示意圖，其包括沿線7-7的圖6的行星傳動系統(tǒng)的示意性截面圖。

具體實施方式

電動相位器動態(tài)地調(diào)整內(nèi)燃發(fā)動機的凸輪軸相對于發(fā)動機曲軸的旋轉(zhuǎn)關系。電動相位器包括由電動機驅(qū)動的行星傳動系統(tǒng)。該行星傳動系統(tǒng)優(yōu)選地為開環(huán)行星傳動系統(tǒng)，該開環(huán)行星傳動系統(tǒng)具有由發(fā)動機曲軸驅(qū)動的鏈輪環(huán)形齒輪以及與太陽齒輪同心并且連接至凸輪軸的凸輪軸環(huán)形齒輪。該行星傳動系統(tǒng)還包括位于中央的太陽齒輪，多個與太陽齒輪接合的行星齒輪以及連接至行星齒輪中的至少兩個行星齒輪的至少一個行星架。至少兩個行星齒輪彼此相對負載，以減小行星傳動系統(tǒng)中的齒隙。電動機優(yōu)選地為無刷直流電動機。

雖然通過使用高精度研磨齒輪可以顯著地減小齒隙以及噪聲、振動與聲振粗糙度(NVH)，但是，這往往會使齒輪的制造變得異常昂貴。在此 采用齒輪負載來借助制造成本更便宜且精度更低的齒輪來減小齒隙以及NVH。

單環(huán)行星系統(tǒng)與開環(huán)行星系統(tǒng)之間的主要區(qū)別之一在于開環(huán)行星系統(tǒng)中的環(huán)與行星之間齒隙的顯著性。真實圓周負載能夠去除單環(huán)行星傳動機構(gòu)中的除了行星軸與行星齒輪之間的軸承間隙之外的所有齒隙。相比之下，真實圓周負載能夠去除開環(huán)行星傳動機構(gòu)中的大多數(shù)齒隙，而不是全部齒隙，這是因為齒寬度在兩個環(huán)形齒輪之間沒有完美地匹配。

采用單環(huán)行星系統(tǒng)，行星齒輪的向外徑向移動僅去除了行星齒輪至環(huán)形齒輪接口處的齒隙，但是增加了太陽齒輪至行星齒輪接口處的齒隙。采用開環(huán)行星系統(tǒng)，初始試驗表明：徑向載荷似乎去除了環(huán)與行星之間的齒隙，并且高比值不會向行星齒輪增加足以引起行星齒輪至太陽齒輪接口處的卡嗒聲的力矩。

近來的試驗已經(jīng)表明了，減小行星齒輪至環(huán)形齒輪接口處的齒隙能夠?qū)㈤_環(huán)齒輪行星傳動系統(tǒng)中的NVH調(diào)高至可接受的水平。

在凸輪軸環(huán)形齒輪與鏈輪環(huán)形齒輪之間存在有齒數(shù)差，其可被行星齒輪的數(shù)量整除，從而使每一個行星齒輪在嚙合位置處齒對齊。當太陽齒輪以與凸輪軸不同的速度旋轉(zhuǎn)時，由于齒差異而導致凸輪軸環(huán)形齒輪以與鏈輪環(huán)形齒輪稍微不同的速度移動。在一個優(yōu)選的實施例中，行星傳動系統(tǒng)具有三個行星齒輪，并且在凸輪軸環(huán)形齒輪與鏈輪環(huán)形齒輪之間存在三個齒數(shù)的差，以便使環(huán)形齒輪之間的定相分辨率最大化。

對于其中太陽齒輪具有x個齒、鏈輪環(huán)形齒輪具有y個齒并且凸輪軸環(huán)形齒輪具有z個齒的開環(huán)行星傳動機構(gòu)而言，太陽齒輪相對于鏈輪環(huán)形齒輪前進(1+y/x)/(1-y/z)圈，從而使得凸輪軸環(huán)形齒輪相對于鏈輪環(huán)形齒輪前進一圈。

在一些實施例中，電動機連接至太陽齒輪以驅(qū)動與行星齒輪相關的太陽齒輪。當電動機以與鏈輪環(huán)形齒輪相同的速度旋轉(zhuǎn)太陽齒輪時，在曲軸與凸輪軸之間保持恒定的相位位置。在這些條件下，行星齒輪組件作為在太陽齒輪與行星齒輪之間或行星齒輪與環(huán)形齒輪之間沒有相對運動的單 元旋轉(zhuǎn)，這使得摩擦損耗最小化。相對于鏈輪環(huán)形齒輪/凸輪軸環(huán)形齒輪/凸輪軸調(diào)整電動機速度以相對于曲軸調(diào)整凸輪軸的相位。

在一些實施例中，凸輪軸環(huán)形齒輪具有比鏈輪環(huán)形齒輪更多的齒。在這樣的實施例中，當電動機以比凸輪軸的速度更快的速度旋轉(zhuǎn)太陽齒輪時，相位器沿前進方向移動。當電動機以比凸輪軸的速度更慢的速度旋轉(zhuǎn)太陽齒輪時，相位器沿延遲方向移動。

在其他實施例中，鏈輪環(huán)形齒輪具有比凸輪軸環(huán)形齒輪更多的齒。在這樣的實施例中，當電動機以比凸輪軸的速度更快的速度旋轉(zhuǎn)太陽齒輪時，相位器沿延遲方向移動。當電動機以比凸輪軸的速度更慢的速度旋轉(zhuǎn)太陽齒輪時，相位器沿前進方向移動。

鏈輪環(huán)形齒輪、凸輪軸環(huán)形齒輪、行星齒輪以及太陽齒輪布置在優(yōu)選地具有高數(shù)值齒輪比的行星齒輪傳動連接中，從而能在電動機的相對低的傳動扭矩需求下實現(xiàn)精確定相角調(diào)整。鏈輪環(huán)形齒輪優(yōu)選地通過鏈輪和無限循環(huán)動力傳輸鏈由發(fā)動機曲軸進行驅(qū)動，并且凸輪軸環(huán)形齒輪優(yōu)選地連接成與凸輪軸一起旋轉(zhuǎn)。

行星齒輪可以相對于彼此以許多不同方式中的任意一種負載，以減少行星傳動系統(tǒng)中的齒隙。在一些實施例中，至少一個行星齒輪的負載是在相對于至少一個其他行星齒輪的圓周方向上。齒輪優(yōu)選地部分沿徑向且部分沿圓周方向相對于彼此負載，使得齒輪不具有齒隙，這是由于行星齒抵靠齒的一側(cè)負載?？蛇x地，齒輪齒可以僅沿圓周方向或僅沿徑向加載，以減少或消除齒隙。

負載可以通過能夠產(chǎn)生力的任何裝置來提供。在一些實施例中，載荷以機械方式產(chǎn)生，優(yōu)選地是通過彈簧力。在其他實施例中，載荷以液壓方式產(chǎn)生。在另外其他實施例中，載荷以電磁方式產(chǎn)生。負載向行星傳動機構(gòu)提供了比傳統(tǒng)行星傳動機構(gòu)更低的齒隙。載荷產(chǎn)生器的強度優(yōu)選地足以在電動相位器的所有運行條件下提供比作用在載荷產(chǎn)生器上的系統(tǒng)的力更大的載荷。

在一些實施例中，在不需要時能夠關掉載荷，這是因為與不具有載荷 但具有齒隙的裝置相比，當齒輪間存在有相對運動時，向裝置增加載荷會降低行星傳動機構(gòu)的效率。這一點在其中載荷的存在更為明顯且對NVH降低的需求更小的高速下特別有利。在一些實施例中，例如，在齒隙以及因齒隙而引起的噪聲、振動與聲振粗糙度處于最低水平或并不顯著的條件下，在電動相位器的運行過程中關掉電磁輻射載荷。在一些實施例中，當處于或高于預定發(fā)動機速度時，關掉載荷，而當?shù)陀陬A定發(fā)動機速度時，再次開啟載荷。在一些實施例中，預定發(fā)動機速度為約3000rpm。

盡管載荷優(yōu)選地消除了行星傳動機構(gòu)中的齒隙，但是，載荷可以替代地僅僅對行星傳動機構(gòu)造成阻尼，從而降低NVH并且能夠利用具有較高容許度的齒輪。

在一些實施例中，選擇負載來降低或消除行星齒輪與環(huán)形齒輪之間的齒隙。在其他實施例中，選擇負載來降低或消除行星齒輪與太陽齒輪之間的齒隙。

在一個優(yōu)選的實施例中，行星齒輪負載的樞軸點定位來偏離太陽齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線的中心，從而使得在載荷旋轉(zhuǎn)行星齒輪和樞軸臂時，對載荷存在有徑向分量和圓周分量。在一個優(yōu)選的實施例中，樞軸的位置選擇來使得在齒輪齒處的分離力主要對樞軸點起反作用，由此將所需的彈簧力最小化。

參見圖1，開環(huán)齒輪行星傳動機構(gòu)10包括具有行星齒輪齒18，20，22的行星齒輪12，14，16、具有太陽齒輪齒26的位于中心的太陽齒輪24以及包括鏈輪環(huán)形齒輪30和凸輪軸環(huán)形齒輪32的開環(huán)齒輪。環(huán)形齒輪30和32具有不同數(shù)量的齒34和36，其中，齒的數(shù)量上的差為行星齒輪12，14，16的數(shù)量的倍數(shù)。環(huán)形齒輪齒34，36具有允許環(huán)形齒輪30和32與行星齒輪12，14，16正確嚙合的輪廓。兩個行星齒輪12，14通過行星架38相互之間保持固定的關系。

彈簧40的一端附接在行星架38，而另一端附接在杠桿臂42。第三行星齒輪16安裝于杠桿臂42的另一端，杠桿臂42可樞轉(zhuǎn)地安裝于端部之間的樞軸點44處的行星架38上。彈簧40在杠桿臂42上提供了扭矩，其在第三行星齒輪16上提供了部分沿徑向46且部分沿圓周方向48的載荷。 對于圖1中所示的布置，彈簧40優(yōu)選地為拉伸螺旋彈簧，用以使第三行星齒輪16的齒22朝向環(huán)形齒輪30，32的齒34，36偏置并且消除第三行星齒輪16與環(huán)形齒輪30，32之間的齒隙。由于彈簧40的另一端聯(lián)接至行星架38，因此，彈簧40也在行星架38上推進以施加部分沿圓周方向48且部分沿徑向46的載荷，用以使行星齒輪12，14朝向環(huán)形齒輪30，32的齒34，36偏置并且消除行星齒輪12，14與環(huán)形齒輪30，32之間的齒隙。在圖1中所示的布置的一個替代實施例中，彈簧40為壓縮螺旋彈簧，用以使行星齒輪12，14，16的齒朝向太陽齒輪24的齒偏置并且消除行星齒輪12，14，16與太陽齒輪24之間的齒隙。

參見圖2，借助定時鏈條52，發(fā)動機曲軸50通過鏈輪54可旋轉(zhuǎn)地接合到鏈輪環(huán)形齒輪30上，且發(fā)動機凸輪軸56可旋轉(zhuǎn)地接合到凸輪軸環(huán)形齒輪32上。電動機58經(jīng)由輸出軸60與太陽齒輪24可旋轉(zhuǎn)地接合。當太陽齒輪24通過電動機58以與任一環(huán)形齒輪30，32相同的速度圍繞其軸線62旋轉(zhuǎn)時，由于兩個環(huán)形齒輪30，32都一致地旋轉(zhuǎn)，恒定的凸輪相位位置得以保持。當太陽齒輪24通過電動機58以不同于環(huán)形齒輪30，32的速度驅(qū)動時，其中一個環(huán)形齒輪與另一個環(huán)形齒輪間稍微不同的速度將產(chǎn)生凸輪相位偏移功能。用這種方式，得到了非常高的數(shù)值比率，并且，凸輪軸56通過曲軸50到凸輪軸56的名義旋轉(zhuǎn)關系的或加或減來調(diào)整相位。

凸輪相位器優(yōu)選地用于動態(tài)地調(diào)整凸輪軸56與發(fā)動機曲軸50的旋轉(zhuǎn)關系，進而提升發(fā)動機的燃料效率。傳感器64和65(其中一個傳感器64位于曲軸50上且另一個傳感器65位于凸輪軸56上)優(yōu)選地用作對電動機控制器66的反饋以測量凸輪軸56相對于曲軸50的當前位置，進而確定在任何時間點上需要進行何種調(diào)整(如果有的話)來實現(xiàn)最佳的發(fā)動機效率。

參見圖3，開環(huán)齒輪行星傳動機構(gòu)110包括具有行星齒輪齒18，20，22的行星齒輪12，14，16、具有太陽齒輪齒26的位于中央的太陽齒輪24以及包括鏈輪環(huán)形齒輪30和凸輪軸環(huán)形齒輪32的開環(huán)齒輪。載荷產(chǎn)生器140的一端附接至行星架38，并且另一端附接至杠桿臂42。第三行星齒輪 16安裝于杠桿臂42的另一端，其可樞轉(zhuǎn)地安裝于端部之間的樞軸點44處的行星架38上。載荷產(chǎn)生器140在杠桿臂42上提供了扭矩，從而在第三行星齒輪16上提供了部分沿徑向46且部分沿圓周方向48的載荷。載荷產(chǎn)生器140可以是能夠產(chǎn)生載荷的任何裝置，并且可以基于以機械方式產(chǎn)生的力、以電磁方式產(chǎn)生的力或者以液壓方式產(chǎn)生的力。對于在圖3中示出的布置而言，載荷產(chǎn)生器140優(yōu)選地在杠桿臂42的端部上拉動以使行星齒輪16的齒朝向環(huán)形齒輪30，32的齒偏置并且消除行星齒輪12，14，16與環(huán)形齒輪30，32之間的齒隙。在圖3中所示的布置的可替代實施例中，載荷產(chǎn)生器140在杠桿臂42的端部上推進以使行星齒輪16的齒朝向太陽齒輪24的齒偏置并且消除行星齒輪12，14，16與太陽齒輪24之間的齒隙。

參見圖4，開環(huán)齒輪行星傳動機構(gòu)210包括：具有行星齒輪齒18，20，22的行星齒輪12，14，16、具有太陽齒輪齒26的位于中央的太陽齒輪24以及包括鏈輪環(huán)形齒輪30和凸輪軸環(huán)形齒輪32的開環(huán)齒輪。載荷產(chǎn)生器240附接至行星架38并且將載荷施加至在安裝第三行星齒輪16的位置與在樞軸點44處將行星架38安裝至杠桿臂242的位置之間的杠桿臂242的中央部分。載荷產(chǎn)生器240包括活塞241，活塞241與在杠桿臂242上的延伸部243接觸以在杠桿臂242上提供扭矩，從而在第三行星齒輪16上提供部分沿徑向46且部分沿圓周方向48的的載荷。載荷產(chǎn)生器240可以是能夠產(chǎn)生載荷的任何裝置，并且可以基于機械力、電磁力或液壓力。在一些實施例中，載荷產(chǎn)生器240是類似于拉緊鏈條用液壓活塞的液壓活塞。在其他實施例中，載荷產(chǎn)生器240是壓縮螺旋彈簧。對于圖4中所示的布置而言，載荷產(chǎn)生器240優(yōu)選地在杠桿臂242上推進以使行星齒輪16的齒22朝向環(huán)形齒輪30，32的齒34，36偏置并且消除行星齒輪12，14，16與環(huán)形齒輪30，32之間的齒隙。在圖4中所示的布置的替代實施例中，載荷產(chǎn)生器240在杠桿臂242拉動以使行星齒輪16的齒22朝向太陽齒輪24的齒26偏置并且消除行星齒輪12，14，16與太陽齒輪24之間的齒隙。

雖然開環(huán)齒輪行星傳動機構(gòu)優(yōu)選地包括剛好三個行星齒輪，但是，開環(huán)齒輪行星傳動機構(gòu)可以替代地包括不同數(shù)量的行星齒輪。圖5示出了具 有如下部件的開環(huán)齒輪行星傳動機構(gòu)310：具有行星齒輪齒320，322，324，326的四個行星齒輪312，314，316，318、具有太陽齒輪齒329的位于中央的太陽齒輪328以及包括鏈輪環(huán)形齒輪330和凸輪軸環(huán)形齒輪332的開環(huán)齒輪。環(huán)形齒輪330，332具有不同數(shù)量的齒334，336，其中，齒334，336的數(shù)量的差是行星齒輪312，314，316，318的數(shù)量的倍數(shù)。環(huán)形齒輪齒334，336具有允許環(huán)形齒輪330，332與行星齒輪312，314，316，318正確地嚙合的輪廓。兩個行星齒輪312，314通過行星架338相互之間保持固定的關系。另外兩個行星齒輪316，318通過杠桿臂342相互之間保持固定的關系。

載荷產(chǎn)生器340的一端附接至行星架338，而另一端附接至杠桿臂342的一端。第三行星齒輪316和第四行星齒輪318安裝至杠桿臂342，杠桿臂342在端部與行星齒輪316，318的安裝件之間的樞軸點344處可樞轉(zhuǎn)地安裝至行星架338。載荷產(chǎn)生器340在杠桿臂342上提供了扭矩，其在行星齒輪316，318上提供了部分沿徑向46且部分沿圓周方向48的載荷。載荷產(chǎn)生器340可以是能夠產(chǎn)生載荷的任何裝置，并且可以基于以機械方式產(chǎn)生的力、以電磁方式產(chǎn)生的力或者以液壓方式產(chǎn)生的力。對于在圖5中所示的布置而言，載荷產(chǎn)生器340優(yōu)選地在杠桿臂342的端部上拉動以使行星齒輪316，318的齒324，326朝向環(huán)形齒輪330，332的齒334，336偏置并且消除行星齒輪316，318與環(huán)形齒輪330，332之間的齒隙。由于載荷產(chǎn)生器340的另一端聯(lián)接至行星架338，因此，載荷產(chǎn)生器340也在行星架338上推進以施加部分沿圓周方向48且部分沿徑向46的載荷，從而使行星齒輪312，314朝向環(huán)形齒輪330，332的齒334，336偏置并且消除行星齒輪312，314與環(huán)形齒輪330，332之間的齒隙。在圖5中所示的布置的替代實施例中，載荷產(chǎn)生器340在杠桿臂342的端部上推進以使行星齒輪316，318的齒324，326朝向太陽齒輪328的齒329偏置并且消除行星齒輪316，318與太陽齒輪328之間的齒隙。

在其他實施例中，開環(huán)齒輪行星傳動機構(gòu)具有六個行星齒輪，其中三個位于行星架上，而另外三個位于通過載荷產(chǎn)生器偏置的杠桿臂上。

雖然以上已經(jīng)將行星傳動機構(gòu)描述為開環(huán)齒輪行星傳動機構(gòu)，但是， 上述齒隙減小設計中的任一種設計可以替代地應用于固定太陽行星傳動機構(gòu)。在這些實施例中，太陽保持固定以維持當前定相。采用電動機驅(qū)動太陽齒輪，以便相對于曲軸調(diào)整凸輪軸的相位。為了在延遲方向上移動相位器，電動機使太陽齒輪在與凸輪軸相反的方向上轉(zhuǎn)動。為了在前進方向上移動相位器，電動機使太陽齒輪在與凸輪軸相同的方向上轉(zhuǎn)動。電動機優(yōu)選地是有刷直流電動機。

參見圖6，固定太陽行星傳動機構(gòu)410包括具有行星齒輪齒18，20，22的行星齒輪12，14，16、具有太陽齒輪齒426的位于中央的太陽齒輪424以及具有環(huán)形齒輪齒434的環(huán)形齒輪430。環(huán)形齒輪齒434具有允許環(huán)形齒輪430與行星齒輪12，14，16正確地嚙合的輪廓。兩個行星齒輪12，14通過行星架438相互之間保持固定的關系。

彈簧40的一端附接至行星架438，而另一端附接至杠桿臂42。第三行星齒輪16安裝在杠桿臂42的另一端處，杠桿臂42在端部之間的樞轉(zhuǎn)點44處可樞轉(zhuǎn)地安裝到行星架438。彈簧40在杠桿臂42上提供了扭矩，其在第三行星齒輪16上提供部分沿徑向46且部分沿圓周方向48的載荷。對于圖6中所示的布置而言，彈簧40優(yōu)選地為拉伸螺旋彈簧以將第三行星齒輪16的齒朝向環(huán)形齒輪430的齒偏置并且消除第三行星齒輪16與環(huán)形齒輪430之間的齒隙。由于彈簧40的另一端聯(lián)接到行星架438，因此，彈簧40也在行星架438上推動以施加部分沿圓周方向48且部分沿徑向46的載荷，從而使行星齒輪12，14朝向環(huán)形齒輪430的齒434偏置并且消除行星齒輪12，14與環(huán)形齒輪430之間的齒隙。在圖6中所示的布置的替代實施例中，彈簧40是壓縮螺旋彈簧以將行星齒輪12，14，16的齒18，20朝太陽齒輪424的齒426偏置并且消除行星齒輪12，14，16與太陽齒輪424之間的齒隙。

參見圖7，借助定時鏈條52，發(fā)動機曲軸50通過鏈輪54可旋轉(zhuǎn)地接合到環(huán)形齒輪430上，且發(fā)動機凸輪軸56可旋轉(zhuǎn)地接合到行星架438上。電動機58經(jīng)由輸出軸60與太陽齒輪24可旋轉(zhuǎn)地接合。當太陽齒輪424保持靜止時，恒定的凸輪相位位置得以維持。當太陽齒輪424由電動機58驅(qū)動時，行星傳動機構(gòu)產(chǎn)生凸輪相移功能。

凸輪相位器優(yōu)選地用于動態(tài)地調(diào)整凸輪軸56與發(fā)動機曲軸50的旋轉(zhuǎn)關系，進而提升發(fā)動機的燃料效率。傳感器64和65(其中一個傳感器64位于曲軸50上且另一個傳感器65位于凸輪軸56上)優(yōu)選地用作對電動機控制器66的反饋以測量凸輪軸56相對于曲軸50的當前位置，進而確定在任何時間點上需要進行何種調(diào)整(如果有的話)來實現(xiàn)最佳的發(fā)動機效率。

因此，應當理解，這里所述的本發(fā)明的實施例僅僅是說明本發(fā)明的原理的應用。對所說明實施例的細節(jié)的引用并不旨在限制權(quán)利要求書的范圍，權(quán)利要求書自身敘述了被視作是本發(fā)明的實質(zhì)的特征。