推力吸收行星式牵引驱动装置超级涡轮的制作方法
【专利说明】推力吸收行星式牵引驱动装置超级涡轮
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案基于以下专利且主张所述专利的权益:赖安.谢里尔(Ryan Sherrill)、施特林.赫曼(Sterling Holman)及贾里德.威廉.布朗(Jared William Brown)所著的2013年11月21日申请的标题为“推力吸收行星式牵引驱动装置超级涡轮(ThrustAbsorbing Planetary Tract1n Drive Superturbo)，，第 61/906，938 号临时专利申请案。上述申请案的全部内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。
技术领域
【背景技术】
[0003]涡轮增压器及超级增压器两者均能够增强引擎的性能。超级涡轮增压器在增强引擎的性能方面甚至更有效。超级涡轮增压器利用涡轮复合且消除涡轮迟滞且具有涡轮增压器及超级增压器两者的优点。
【发明内容】
[0004]本发明的实施例可因此包括一种用于由引擎系统机械驱动且由来自所述引擎系统的废气机械驱动的超级涡轮增压器的行星式牵引驱动装置，所述行星式牵引驱动装置包括:涡轮轴；涡轮机，其连接到所述涡轮轴的一端；压缩机，其连接到涡轮轴的相对端；第一倾斜牵引表面，其形成在涡轮轴上，所述第一倾斜牵引表面在第一方向上以第一角度倾斜；第二倾斜牵引表面，其形成在涡轮轴上，所述第二倾斜牵引表面以第二角度倾斜，所述第二角度与所述第一角度实质上相等且在与所述第一角度相反的方向上；至少一个双辊行星，其具有第一辊及第二辊，所述第一辊具有第一辊外牵引表面，所述第一辊外牵引表面接合涡轮轴的第一倾斜牵引表面以形成第一辊-轴牵引界面，所述第二辊具有第二辊外牵引表面，所述第二辊外牵引表面接合涡轮轴的第二倾斜牵引表面以形成第二辊与涡轮轴之间的第二辊-轴牵引界面，第一辊-轴牵引界面及第二辊-轴牵引界面轴向定位涡轮轴且在涡轮轴上产生抵消涡轮轴上在轴向方向上产生的推力的轴向力。
[0005]本发明的实施例可进一步包括一种在具有牵引驱动装置的超级涡轮增压器中转移旋转机械能的方法，所述方法包括:使用引擎且使用来自所述引擎的废气机械地驱动超级涡轮增压器；在涡轮轴上形成具有实质上相等但相反的倾斜角度的倾斜牵引表面，所述倾斜牵引表面轴向定位所述涡轮轴且在所述涡轮轴上产生抵消所述涡轮轴上在轴向方向上产生的推力的轴向力。
[0006]本发明的实施例可进一步包括一种用于由引擎机械驱动且由来自所述引擎的废气机械驱动的超级涡轮增压器的行星式牵引驱动装置，所述行星式牵引驱动装置包括:涡轮轴；涡轮机，其连接到所述涡轮轴的第一端；压缩机，其连接到所述涡轮轴的第二端；第一倾斜牵引表面，其形成在所述涡轮轴上，所述第一倾斜表面以第一角度倾斜；第二倾斜牵引表面，其形成在所述涡轮轴上，第二倾斜牵引表面以第二角度倾斜；所述第二角度与所述第一角度实质上相等且相反；单辊行星，其具有外辊牵引表面，所述外辊牵引表面具有在第一方向上以第一角度倾斜的第一部分及在第二方向上以第二角度倾斜的第二部分，所述单辊行星经安置使得所述外辊牵引表面在第一方向上倾斜的第一部分接合涡轮轴的第一倾斜牵引表面以产生第一辊-轴牵引界面，所述第一辊-轴牵引界面在涡轮轴上在第一方向上产生轴向力，且所述外辊牵引表面在第二方向上倾斜的第二部分接合涡轮轴的第二倾斜牵引表面以在所述涡轮轴上在第二方向上产生轴向力，所述轴向力抵消所述涡轮轴上的轴向力且轴向定位所述涡轮轴。
[0007]本发明的实施例可进一步包括一种在具有牵引驱动装置的超级涡轮增压器中转移旋转机械能的方法，所述方法包括:使用引擎且使用来自所述引擎的废气机械驱动所述超级涡轮增压器；在所述涡轮轴上形成具有实质上相等但相反的倾斜角度的两个倾斜牵引表面；通过使涡轮轴上的倾斜牵引表面与单辊行星上的两个倾斜外牵引表面配合来形成辊-轴牵引界面，这在涡轮轴上产生抵消所述涡轮轴上在轴向方向上产生的推力的轴向力。
[0008]本发明的实施例可进一步包括一种用于由来自引擎的废气及由所述引擎产生的旋转机械能两者驱动的超级涡轮增压器的行星式牵引驱动装置，所述行星式牵引驱动装置包括:涡轮轴；涡轮机，其连接到所述涡轮轴的第一端；压缩机，其连接到所述涡轮轴的第二端；弯曲牵引表面，其在所述涡轮轴上；行星辊，其具有外弯曲牵引表面，所述外弯曲牵引表面与涡轮轴上的弯曲牵引表面配合以形成辊-轴弯曲牵引界面，所述辊-轴弯曲牵引界面在所述行星与所述涡轮轴之间传输转矩且通过产生抵消所述涡轮轴上的推力的轴向力来轴向定位所述涡轮轴。
[0009]本发明的实施例可进一步包括一种用于由引擎系统机械驱动且由来自所述引擎系统的废气机械驱动的超级涡轮增压器的行星式牵引驱动装置，所述行星式牵引驱动装置包括:涡轮轴；涡轮机，其连接到涡轮轴的一端；压缩机，其连接到涡轮轴的相对端；第一倾斜牵引表面，其形成在所述涡轮轴上，所述第一倾斜牵引表面在第一方向上以第一角度倾斜；第二倾斜牵引表面，其形成在涡轮轴上，所述第二倾斜牵引表面以第二角度倾斜，所述第二角度与所述第一角度实质上相等且在与所述第一角度相反的方向上；双辊行星构件，其具有第一辊及第二辊，所述第一辊具有第一辊外牵引表面，所述第一辊外牵引表面接合所述涡轮轴的所述第一倾斜牵引表面以形成第一辊-轴牵引界面，第二辊具有第二辊外牵引表面，所述第二辊外牵引表面接合所述涡轮轴的所述第二倾斜牵引表面以形成所述第二辊与所述涡轮轴之间的第一辊-轴牵引界面，所述第一辊-轴牵引界面及所述第二辊-轴牵引界面轴向定位所述涡轮轴且在所述涡轮轴上产生抵消所述涡轮轴上在轴向方向上产生的推力的轴向力。
[0010]本发明的实施例可进一步包括一种具有用于转移旋转机械能的牵引驱动装置的超级涡轮增压器，所述超级涡轮增压器包括:引擎构件，其用于机械驱动所述超级涡轮增压器；涡轮构件，其用于使用来自所述引擎的废气驱动所述超级涡轮增压器；涡轮轴上的倾斜牵引表面构件，其用于轴向定位所述涡轮轴且在所述涡轮轴上产生抵消所述涡轮轴上在轴向方向上产生的推力的轴向力。
[0011]本发明的实施例可进一步包括一种用于由来自引擎的废气及由所述引擎产生的旋转机械能两者驱动的超级涡轮增压器的行星式牵引驱动装置，所述行星式牵引驱动装置包括:涡轮机；压缩机；涡轮轴，其用于连接所述涡轮机及所述压缩机；弯曲牵引表面，其在所述涡轮轴上；行星辊构件，其具有外弯曲牵引表面，所述外弯曲牵引表面与所述涡轮轴上的弯曲牵引表面配合以形成辊-轴弯曲牵引界面，所述辊-轴弯曲牵引界面在所述行星辊构件之间传输转矩以用于在所述涡轮轴上产生抵消所述涡轮轴上的推力的轴向力以防止涡轮轴轴向移动。
[0012]本发明的实施例可进一步包括经驱动涡轮增压器，其包括:压缩机；涡轮机；涡轮轴构件，其用于连接所述压缩机及所述涡轮轴；机械速度步降构件，其连接到涡轮轴以降低涡轮轴在输出处的转速，这轴向定位涡轮轴且提供反作用力以抵消所述涡轮轴上的推力以防止所述涡轮轴的轴向移动。
【附图说明】
[0013]图1为推力吸收行星式牵引驱动装置的实施例的示意等距视图。
[0014]图2为图1的实施例的示意横截面图。
[0015]图3为具有固定负载的双辊行星推力吸收行星式牵引驱动装置的示意横截面图。
[0016]图4为添加行星与环之间的齿轮界面的图3的实施例的示意横截面图。
[0017]图5为说明可在图1的实施例中利用的双辊行星及涡轮轴的示意侧视图。
[0018]图6为可在图1的实施例中利用的双辊行星及涡轮轴的实施例的示意侧视图。
[0019]图7为可在图1的实施例中利用的双辊行星及涡轮轴的示意说明。
[0020]图8为可根据图1的实施例中利用的双辊行星及牵引驱动装置的示意侧视图。
[0021]图9为可根据图1的实施例利用的双辊行星及牵引驱动装置的示意侧视图。
[0022]图10可根据图1的实施例利用的双辊行星及牵引驱动装置的示意侧视图。
[0023]图11为利用外部夹置的推力吸收行星式驱动装置的实施例的示意等距视图。
[0024]图12为图11的实施例的横截面图。
[0025]图13为利用自动内部夹置的推力吸收行星式驱动装置的实施例的等距视图。
[0026]图14为图13的实施例的横截面图。
[0027]图15为可在图13的实施例中利用的单辊行星及涡轮轴的侧视图。
[0028]图16为可在图13的实施例中利用的单辊行星及涡轮轴的侧视图。
[0029]图17为可在图13的实施例中利用的单辊行星及涡轮轴的侧视图。
[0030]图18为可在图13的实施例中利用的单辊行星及涡轮轴的侧视图。
【具体实施方式】
[0031]图1为用于超级涡轮增压器中的推力吸收行星式牵引驱动装置100的实施例的示意性等距视图。超级涡轮增压器为由引擎系统机械驱动且还由来自所述引擎系统的废气机械驱动的装置。超级涡轮增压器的主要优点中的一者为消除了涡轮迟滞。超级涡轮增压器更详细揭示于以下专利中:2013年10月22日发布的标题为“具有高速牵引装置及无级变速器的超级祸轮增压器(Super-Turbocharger Having a High Speed Tract1n Drive anda Continuously Variable Transmiss1n) ” 的美国专利 8，561，403 及艾迪?范丹尼(EdVanDyne)、沃尔克.舒马赫(Volker Schumacher)、贾里德.威廉.布朗(Jared WilliamBrown)及汤姆?沃尔德伦(Tom Waldron)所著的2011年I月24申请的标题为“富油混合物超级祸轮增压器引擎系统(Rich Fuel Mixture Super-Turbocharged Engine System)”的第13/012，778号美国专利申请案及艾迪.范丹尼(Ed VanDyne)及贾里德.威廉.布朗(Jared William Brown)所著的