推力吸收行星式牽引驅(qū)動裝置超級渦輪的制作方法
【專利說明】推力吸收行星式牽引驅(qū)動裝置超級渦輪
[0001]相關(guān)申請案的交叉參考
[0002]本申請案基于以下專利且主張所述專利的權(quán)益:賴安.謝里爾(Ryan Sherrill)、施特林.赫曼(Sterling Holman)及賈里德.威廉.布朗(Jared William Brown)所著的2013年11月21日申請的標(biāo)題為“推力吸收行星式牽引驅(qū)動裝置超級渦輪(ThrustAbsorbing Planetary Tract1n Drive Superturbo)，，第 61/906，938 號臨時(shí)專利申請案。上述申請案的全部內(nèi)容特此出于其所揭示及教示的所有目的以引用方式特定并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
【背景技術(shù)】
[0003]渦輪增壓器及超級增壓器兩者均能夠增強(qiáng)引擎的性能。超級渦輪增壓器在增強(qiáng)引擎的性能方面甚至更有效。超級渦輪增壓器利用渦輪復(fù)合且消除渦輪遲滯且具有渦輪增壓器及超級增壓器兩者的優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的實(shí)施例可因此包括一種用于由引擎系統(tǒng)機(jī)械驅(qū)動且由來自所述引擎系統(tǒng)的廢氣機(jī)械驅(qū)動的超級渦輪增壓器的行星式牽引驅(qū)動裝置，所述行星式牽引驅(qū)動裝置包括:渦輪軸；渦輪機(jī)，其連接到所述渦輪軸的一端；壓縮機(jī)，其連接到渦輪軸的相對端；第一傾斜牽引表面，其形成在渦輪軸上，所述第一傾斜牽引表面在第一方向上以第一角度傾斜；第二傾斜牽引表面，其形成在渦輪軸上，所述第二傾斜牽引表面以第二角度傾斜，所述第二角度與所述第一角度實(shí)質(zhì)上相等且在與所述第一角度相反的方向上；至少一個(gè)雙輥行星，其具有第一輥及第二輥，所述第一輥具有第一輥外牽引表面，所述第一輥外牽引表面接合渦輪軸的第一傾斜牽引表面以形成第一輥-軸牽引界面，所述第二輥具有第二輥外牽引表面，所述第二輥外牽引表面接合渦輪軸的第二傾斜牽引表面以形成第二輥與渦輪軸之間的第二輥-軸牽引界面，第一輥-軸牽引界面及第二輥-軸牽引界面軸向定位渦輪軸且在渦輪軸上產(chǎn)生抵消渦輪軸上在軸向方向上產(chǎn)生的推力的軸向力。
[0005]本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步包括一種在具有牽引驅(qū)動裝置的超級渦輪增壓器中轉(zhuǎn)移旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的方法，所述方法包括:使用引擎且使用來自所述引擎的廢氣機(jī)械地驅(qū)動超級渦輪增壓器；在渦輪軸上形成具有實(shí)質(zhì)上相等但相反的傾斜角度的傾斜牽引表面，所述傾斜牽引表面軸向定位所述渦輪軸且在所述渦輪軸上產(chǎn)生抵消所述渦輪軸上在軸向方向上產(chǎn)生的推力的軸向力。
[0006]本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步包括一種用于由引擎機(jī)械驅(qū)動且由來自所述引擎的廢氣機(jī)械驅(qū)動的超級渦輪增壓器的行星式牽引驅(qū)動裝置，所述行星式牽引驅(qū)動裝置包括:渦輪軸；渦輪機(jī)，其連接到所述渦輪軸的第一端；壓縮機(jī)，其連接到所述渦輪軸的第二端；第一傾斜牽引表面，其形成在所述渦輪軸上，所述第一傾斜表面以第一角度傾斜；第二傾斜牽引表面，其形成在所述渦輪軸上，第二傾斜牽引表面以第二角度傾斜；所述第二角度與所述第一角度實(shí)質(zhì)上相等且相反；單輥行星，其具有外輥牽引表面，所述外輥牽引表面具有在第一方向上以第一角度傾斜的第一部分及在第二方向上以第二角度傾斜的第二部分，所述單輥行星經(jīng)安置使得所述外輥牽引表面在第一方向上傾斜的第一部分接合渦輪軸的第一傾斜牽引表面以產(chǎn)生第一輥-軸牽引界面，所述第一輥-軸牽引界面在渦輪軸上在第一方向上產(chǎn)生軸向力，且所述外輥牽引表面在第二方向上傾斜的第二部分接合渦輪軸的第二傾斜牽引表面以在所述渦輪軸上在第二方向上產(chǎn)生軸向力，所述軸向力抵消所述渦輪軸上的軸向力且軸向定位所述渦輪軸。
[0007]本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步包括一種在具有牽引驅(qū)動裝置的超級渦輪增壓器中轉(zhuǎn)移旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的方法，所述方法包括:使用引擎且使用來自所述引擎的廢氣機(jī)械驅(qū)動所述超級渦輪增壓器；在所述渦輪軸上形成具有實(shí)質(zhì)上相等但相反的傾斜角度的兩個(gè)傾斜牽引表面；通過使渦輪軸上的傾斜牽引表面與單輥行星上的兩個(gè)傾斜外牽引表面配合來形成輥-軸牽引界面，這在渦輪軸上產(chǎn)生抵消所述渦輪軸上在軸向方向上產(chǎn)生的推力的軸向力。
[0008]本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步包括一種用于由來自引擎的廢氣及由所述引擎產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能兩者驅(qū)動的超級渦輪增壓器的行星式牽引驅(qū)動裝置，所述行星式牽引驅(qū)動裝置包括:渦輪軸；渦輪機(jī)，其連接到所述渦輪軸的第一端；壓縮機(jī)，其連接到所述渦輪軸的第二端；彎曲牽引表面，其在所述渦輪軸上；行星輥，其具有外彎曲牽引表面，所述外彎曲牽引表面與渦輪軸上的彎曲牽引表面配合以形成輥-軸彎曲牽引界面，所述輥-軸彎曲牽引界面在所述行星與所述渦輪軸之間傳輸轉(zhuǎn)矩且通過產(chǎn)生抵消所述渦輪軸上的推力的軸向力來軸向定位所述渦輪軸。
[0009]本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步包括一種用于由引擎系統(tǒng)機(jī)械驅(qū)動且由來自所述引擎系統(tǒng)的廢氣機(jī)械驅(qū)動的超級渦輪增壓器的行星式牽引驅(qū)動裝置，所述行星式牽引驅(qū)動裝置包括:渦輪軸；渦輪機(jī)，其連接到渦輪軸的一端；壓縮機(jī)，其連接到渦輪軸的相對端；第一傾斜牽引表面，其形成在所述渦輪軸上，所述第一傾斜牽引表面在第一方向上以第一角度傾斜；第二傾斜牽引表面，其形成在渦輪軸上，所述第二傾斜牽引表面以第二角度傾斜，所述第二角度與所述第一角度實(shí)質(zhì)上相等且在與所述第一角度相反的方向上；雙輥行星構(gòu)件，其具有第一輥及第二輥，所述第一輥具有第一輥外牽引表面，所述第一輥外牽引表面接合所述渦輪軸的所述第一傾斜牽引表面以形成第一輥-軸牽引界面，第二輥具有第二輥外牽引表面，所述第二輥外牽引表面接合所述渦輪軸的所述第二傾斜牽引表面以形成所述第二輥與所述渦輪軸之間的第一輥-軸牽引界面，所述第一輥-軸牽引界面及所述第二輥-軸牽引界面軸向定位所述渦輪軸且在所述渦輪軸上產(chǎn)生抵消所述渦輪軸上在軸向方向上產(chǎn)生的推力的軸向力。
[0010]本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步包括一種具有用于轉(zhuǎn)移旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的牽引驅(qū)動裝置的超級渦輪增壓器，所述超級渦輪增壓器包括:引擎構(gòu)件，其用于機(jī)械驅(qū)動所述超級渦輪增壓器；渦輪構(gòu)件，其用于使用來自所述引擎的廢氣驅(qū)動所述超級渦輪增壓器；渦輪軸上的傾斜牽引表面構(gòu)件，其用于軸向定位所述渦輪軸且在所述渦輪軸上產(chǎn)生抵消所述渦輪軸上在軸向方向上產(chǎn)生的推力的軸向力。
[0011]本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步包括一種用于由來自引擎的廢氣及由所述引擎產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能兩者驅(qū)動的超級渦輪增壓器的行星式牽引驅(qū)動裝置，所述行星式牽引驅(qū)動裝置包括:渦輪機(jī)；壓縮機(jī)；渦輪軸，其用于連接所述渦輪機(jī)及所述壓縮機(jī)；彎曲牽引表面，其在所述渦輪軸上；行星輥構(gòu)件，其具有外彎曲牽引表面，所述外彎曲牽引表面與所述渦輪軸上的彎曲牽引表面配合以形成輥-軸彎曲牽引界面，所述輥-軸彎曲牽引界面在所述行星輥構(gòu)件之間傳輸轉(zhuǎn)矩以用于在所述渦輪軸上產(chǎn)生抵消所述渦輪軸上的推力的軸向力以防止渦輪軸軸向移動。
[0012]本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步包括經(jīng)驅(qū)動渦輪增壓器，其包括:壓縮機(jī)；渦輪機(jī)；渦輪軸構(gòu)件，其用于連接所述壓縮機(jī)及所述渦輪軸；機(jī)械速度步降構(gòu)件，其連接到渦輪軸以降低渦輪軸在輸出處的轉(zhuǎn)速，這軸向定位渦輪軸且提供反作用力以抵消所述渦輪軸上的推力以防止所述渦輪軸的軸向移動。
【附圖說明】
[0013]圖1為推力吸收行星式牽引驅(qū)動裝置的實(shí)施例的示意等距視圖。
[0014]圖2為圖1的實(shí)施例的示意橫截面圖。
[0015]圖3為具有固定負(fù)載的雙輥行星推力吸收行星式牽引驅(qū)動裝置的示意橫截面圖。
[0016]圖4為添加行星與環(huán)之間的齒輪界面的圖3的實(shí)施例的示意橫截面圖。
[0017]圖5為說明可在圖1的實(shí)施例中利用的雙輥行星及渦輪軸的示意側(cè)視圖。
[0018]圖6為可在圖1的實(shí)施例中利用的雙輥行星及渦輪軸的實(shí)施例的示意側(cè)視圖。
[0019]圖7為可在圖1的實(shí)施例中利用的雙輥行星及渦輪軸的示意說明。
[0020]圖8為可根據(jù)圖1的實(shí)施例中利用的雙輥行星及牽引驅(qū)動裝置的示意側(cè)視圖。
[0021]圖9為可根據(jù)圖1的實(shí)施例利用的雙輥行星及牽引驅(qū)動裝置的示意側(cè)視圖。
[0022]圖10可根據(jù)圖1的實(shí)施例利用的雙輥行星及牽引驅(qū)動裝置的示意側(cè)視圖。
[0023]圖11為利用外部夾置的推力吸收行星式驅(qū)動裝置的實(shí)施例的示意等距視圖。
[0024]圖12為圖11的實(shí)施例的橫截面圖。
[0025]圖13為利用自動內(nèi)部夾置的推力吸收行星式驅(qū)動裝置的實(shí)施例的等距視圖。
[0026]圖14為圖13的實(shí)施例的橫截面圖。
[0027]圖15為可在圖13的實(shí)施例中利用的單輥行星及渦輪軸的側(cè)視圖。
[0028]圖16為可在圖13的實(shí)施例中利用的單輥行星及渦輪軸的側(cè)視圖。
[0029]圖17為可在圖13的實(shí)施例中利用的單輥行星及渦輪軸的側(cè)視圖。
[0030]圖18為可在圖13的實(shí)施例中利用的單輥行星及渦輪軸的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]圖1為用于超級渦輪增壓器中的推力吸收行星式牽引驅(qū)動裝置100的實(shí)施例的示意性等距視圖。超級渦輪增壓器為由引擎系統(tǒng)機(jī)械驅(qū)動且還由來自所述引擎系統(tǒng)的廢氣機(jī)械驅(qū)動的裝置。超級渦輪增壓器的主要優(yōu)點(diǎn)中的一者為消除了渦輪遲滯。超級渦輪增壓器更詳細(xì)揭示于以下專利中:2013年10月22日發(fā)布的標(biāo)題為“具有高速牽引裝置及無級變速器的超級禍輪增壓器(Super-Turbocharger Having a High Speed Tract1n Drive anda Continuously Variable Transmiss1n) ” 的美國專利 8，561，403 及艾迪?范丹尼(EdVanDyne)、沃爾克.舒馬赫(Volker Schumacher)、賈里德.威廉.布朗(Jared WilliamBrown)及湯姆?沃爾德倫(Tom Waldron)所著的2011年I月24申請的標(biāo)題為“富油混合物超級禍輪增壓器引擎系統(tǒng)(Rich Fuel Mixture Super-Turbocharged Engine System)”的第13/012，778號美國專利申請案及艾迪.范丹尼(Ed VanDyne)及賈里德.威廉.布朗(Jared William Brown)所著的