包括用于使用固定式致动器改变发动机组件的压缩比的齿轮箱的发动机组件的制作方法

1.本发明涉及发动机组件，所述发动机组件包括用于使用固定式致动器改变发动机组件的压缩比的齿轮箱。


背景技术：

2.本节中提供的信息用于大体上呈现本公开的背景的目的。目前署名的发明人的在本节中描述的范围内的工作，以及在提交时可能以其他方式不构成现有技术的描述的方面，既不明确地也不暗示地被承认为针对本公开的现有技术。
3.可变压缩比（vcr）发动机通常包括限定气缸的发动机缸体、定位在气缸内的活塞、连接杆、曲轴、钟形曲柄、控制连杆、控制轴和齿轮箱。钟形曲柄可枢转地安装在曲轴上。连接杆将活塞连接到钟形曲柄的一端。控制连杆将钟形曲柄的另一端连接到控制轴。
4.当活塞在气缸内平移时，连接杆对钟形曲柄施加扭矩，并且控制连杆将扭矩从钟形曲柄传递到控制轴，这使控制轴旋转。齿轮箱将扭矩从控制轴传递回曲轴，并确保两个轴的旋转是合拍的（或同相）。此外，齿轮箱将致动器诸如如电动机联接到控制轴。电动机可操作以改变相对于曲轴速度的控制轴速度，并由此改变气缸的压缩比。


技术实现要素：

5.根据本公开的发动机组件的第一示例包括曲轴、钟形曲柄、连接杆、控制轴、控制连杆、第一驱动齿轮、托架、第一行星齿轮组、致动器和第二行星齿轮组。钟形曲柄可枢转地安装在曲轴上。钟形曲柄具有第一端和与第一端相对的第二端。连接杆连接到钟形曲柄的第一端。控制连杆安装在控制轴上，并连接到钟形曲柄的第二端。第一驱动齿轮固定到曲轴。第一行星齿轮组包括固定到机壳的第一太阳齿轮、与第一驱动齿轮啮合的第一环形齿轮，以及可枢转地安装在托架上并与第一环形齿轮和第一太阳齿轮啮合的第一行星齿轮。第二行星齿轮组包括固定到致动器的第二太阳齿轮、与控制轴联接的第二环形齿轮，以及可旋转地安装在托架上并与第二环形齿轮和第二太阳齿轮啮合的第二行星齿轮。致动器可操作以旋转第二太阳齿轮，并由此调整曲轴的转速与控制轴的转速之比。
6.在一个示例中，发动机组件还包括固定到第二环形齿轮的传输轴、固定到传输轴的第二驱动齿轮以及固定到控制轴并与第二驱动齿轮啮合的从动齿轮。
7.在一个示例中，当致动器不旋转第二太阳齿轮时，曲轴的转速与传输轴的转速之比为一比一。
8.在一个示例中，发动机组件还包括固定到控制轴并与第二环形齿轮啮合的从动齿轮。
9.在一个示例中，当致动器不旋转第二太阳齿轮时，曲轴的转速与传输轴的转速之比为一比一。
10.在一个示例中，致动器独立于托架旋转。
11.在一个示例中，第二行星齿轮与第一行星齿轮同轴。
12.在一个示例中，第一行星齿轮具有第一直径，并且第二行星齿轮具有与第一直径相等的第二直径。
13.在一个示例中，第一环形齿轮具有第一直径，并且第二环形齿轮具有小于第一直径的第二直径。
14.根据本公开的发动机组件的第二示例包括曲轴、钟形曲柄、连接杆、控制轴、控制连杆、第一驱动齿轮、致动器和行星齿轮组。钟形曲柄具有第一端和与第一端相对的第二端。连接杆安装在曲轴上并连接到钟形曲柄的第一端。控制连杆安装在控制轴上并连接到钟形曲柄的第二端。第一驱动齿轮固定到曲轴。行星齿轮组包括固定到致动器的太阳齿轮、与第一驱动齿轮啮合的环形齿轮、固定到控制轴的托架、可旋转地安装在托架上并与太阳齿轮啮合的第一多个行星齿轮，以及可旋转地安装在托架上并与第一多个行星齿轮和环形齿轮啮合的第二多个行星齿轮。致动器可操作以旋转太阳齿轮，并由此调整曲轴的转速与控制轴的转速之比。
15.在一个示例中，第二多个行星齿轮中的每个齿轮与第一多个行星齿轮中的一个齿轮啮合。
16.在一个示例中，第一多个行星齿轮不与环形齿轮啮合。
17.在一个示例中，第二多个行星齿轮不与太阳齿轮啮合。
18.在一个示例中，当致动器不旋转太阳齿轮时，曲轴的转速与控制轴的转速之比为二比一。
19.在一个示例中，致动器独立于托架旋转。
20.根据本公开的发动机组件的第三示例包括曲轴、控制轴、固定到曲轴的驱动齿轮、致动器和行星齿轮组。行星齿轮组包括固定到致动器的太阳齿轮、与驱动齿轮啮合的第一环形齿轮、托架、可旋转地安装在托架上并与太阳齿轮和第一环形齿轮啮合的多个行星齿轮，以及固定到控制轴并与多个行星齿轮啮合的第二环形齿轮。致动器可操作以旋转太阳齿轮，并由此调整曲轴的转速与控制轴的转速之比。
21.在一个示例中，第二环形齿轮不与驱动齿轮啮合。
22.在一个示例中，第一环形齿轮具有第一齿数，并且第二环形齿轮具有大于第一齿数的第二齿数。
23.在一个示例中，第一环形齿轮具有第一齿数，并且第二环形齿轮具有小于第一齿数的第二齿数。
24.在一个示例中，致动器独立于托架旋转。
25.本发明提供以下技术方案：1. 一种发动机组件，其包括：曲轴；钟形曲柄，其可枢转地安装在所述曲轴上，所述钟形曲柄具有第一端和与所述第一端相对的第二端；连接到所述钟形曲柄的所述第一端的连接杆；控制轴；控制连杆，其安装在所述控制轴上并连接到所述钟形曲柄的所述第二端；
固定到所述曲轴的第一驱动齿轮；托架；第一行星齿轮组，其包括固定到机壳的第一太阳齿轮、与所述第一驱动齿轮啮合的第一环形齿轮，和可旋转地安装在所述托架上并与所述第一环形齿轮和所述第一太阳齿轮啮合的第一行星齿轮；致动器；以及第二行星齿轮组，其包括固定到所述致动器的第二太阳齿轮、与所述控制轴联接的第二环形齿轮，和可旋转地安装在所述托架上并与所述第二环形齿轮和所述第二太阳齿轮啮合的第二行星齿轮，其中所述致动器能操作以旋转所述第二太阳齿轮，并由此调整所述曲轴的转速与所述控制轴的转速之比。
26.2. 根据方案1所述的发动机组件，还包括固定到所述第二环形齿轮的传输轴、固定到所述传输轴的第二驱动齿轮，以及固定到所述控制轴并与所述第二驱动齿轮啮合的从动齿轮。
27.3. 根据方案2所述的发动机组件，其中当所述致动器不旋转所述第二太阳齿轮时，所述曲轴的转速与所述传输轴的转速之比为一比一。
28.4. 根据方案1所述的发动机组件，还包括从动齿轮，其固定到所述控制轴并与所述第二环形齿轮啮合。
29.5. 根据方案4所述的发动机组件，其中当所述致动器不旋转所述第二太阳齿轮时，所述曲轴的转速与所述托架的转速之比为一比一。
30.6. 根据方案1所述的发动机组件，其中所述致动器独立于所述托架旋转。
31.7. 根据方案1所述的发动机组件，其中所述第二行星齿轮与所述第一行星齿轮同轴。
32.8. 根据方案1所述的发动机组件，其中所述第一行星齿轮具有第一直径，并且所述第二行星齿轮具有与所述第一直径相等的第二直径。
33.9. 根据方案1所述的发动机组件，其中所述第一环形齿轮具有第一直径，并且所述第二环形齿轮具有小于所述第一直径的第二直径。
34.10. 一种发动机组件，其包括：曲轴；钟形曲柄，其具有第一端和与所述第一端相对的第二端；连接杆，其安装在所述曲轴上并连接到所述钟形曲柄的所述第一端；控制轴；控制连杆，其安装在所述控制轴上并连接到所述钟形曲柄的所述第二端；固定到所述曲轴的第一驱动齿轮；致动器；以及行星齿轮组，其包括固定到所述致动器的太阳齿轮、与所述第一驱动齿轮啮合的环形齿轮、固定到所述控制轴的托架、可旋转地安装在所述托架上并与所述太阳齿轮啮合的第一多个行星齿轮，和可旋转地安装在所述托架上并与所述第一多个行星齿轮和所述环形齿轮啮合的第二多个行星齿轮，其中所述致动器能操作以旋转所述太阳齿轮，并由此调整所述曲轴的转速与所述控制轴的转速之比。
35.11. 根据方案10所述的发动机组件，其中所述第二多个行星齿轮中的每个齿轮与所述第一多个行星齿轮中的一个齿轮啮合。
36.12. 根据方案10所述的发动机组件，其中所述第一多个行星齿轮不与所述环形齿轮啮合。
37.13. 根据方案10所述的发动机组件，其中所述第二多个行星齿轮不与所述太阳齿轮啮合。
38.14. 根据方案10所述的发动机组件，其中当所述致动器不旋转所述太阳齿轮时，所述曲轴的转速与所述控制轴的转速之比为二比一。
39.15. 根据方案10所述的发动机组件，其中所述致动器独立于所述托架旋转。
40.16. 一种发动机组件，其包括：曲轴；控制轴；固定到所述曲轴的驱动齿轮；致动器；以及行星齿轮组，其包括固定到所述致动器的太阳齿轮、与所述驱动齿轮啮合的第一环形齿轮、托架、可旋转地安装在所述托架上并与所述太阳齿轮和所述第一环形齿轮啮合的多个行星齿轮，和固定到所述控制轴并与所述多个行星齿轮啮合的第二环形齿轮，其中所述致动器能操作以旋转所述太阳齿轮，并由此调整所述曲轴的转速与所述控制轴的转速之比。
41.17. 根据方案16所述的发动机组件，其中所述第二环形齿轮不与所述驱动齿轮啮合。
42.18. 根据方案16所述的发动机组件，其中所述第一环形齿轮具有第一齿数，并且所述第二环形齿轮具有大于所述第一齿数的第二齿数。
43.19. 根据方案16所述的发动机组件，其中所述第一环形齿轮具有第一齿数，并且所述第二环形齿轮具有小于所述第一齿数的第二齿数。
44.20. 根据方案16所述的发动机组件，其中所述致动器独立于所述托架旋转。
45.从详细描述、权利要求书和附图中，本公开的进一步适用领域将变得明白。详细描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
46.从详细描述和附图中可以更充分地理解本公开，在附图中：图1是根据本公开的原理的包括第一示例齿轮箱的发动机组件的剖视图；图2是第一示例齿轮箱的示意图；图3是根据本公开的原理的包括第二示例齿轮箱的发动机组件的剖视图；图4是第二示例齿轮箱的示意图；图5是根据本公开的原理的包括第三示例齿轮箱的发动机组件的剖视图；图6是第三示例齿轮箱的示意图；图7是第三示例齿轮箱的平面图；以及图8是根据本公开的原理的第四示例齿轮箱的剖视图。
47.在附图中，可以重复使用参考标号来识别相似和/或相同的元件。
具体实施方式
48.vcr发动机的齿轮箱通常包括固定到曲轴的驱动齿轮、固定到控制轴的从动齿轮、安装在传输轴（或托架）上的第一齿轮以及固定到传输轴（或托架）的第二齿轮。第一齿轮与驱动齿轮啮合，并且第二齿轮与从动齿轮啮合。此外，vcr发动机的电动机（或电动机的轴）通常固定到传输轴（或托架），使得电动机与传输轴一起旋转。
49.在vcr发动机，诸如上面所述的vcr发动机中，电动机可以针对曲轴的全部扭矩工作，以调整控制轴相对于曲轴的定相。因此，电动机可能需要大尺寸与高扭矩输出，并且可能需要昂贵的高比率减速器将电动机联接到传输轴。此外，此种vcr发动机的寄生损耗高。
50.为了解决上述问题，根据本公开的vcr发动机包括齿轮箱，该齿轮箱允许致动器独立于传输轴（或托架）旋转。齿轮箱通过提供分流的动力路径——从曲轴到控制轴的一个动力路径，以及从致动器到控制轴的另一个动力路径来实现这点。借助于这种布置，致动器仅针对曲轴扭矩的一小部分工作。因此，致动器可以是静止的，并且致动器可以比通常用于调整vcr发动机的压缩比的致动器更小。此外，寄生损耗可以比典型的vcr发动机的那些寄生损耗小得多。此外，使致动器静止，使得实现更精确的位置控制和更稳健的诊断。此外，该布置能够在移相器设置之间实现更快的切换，简化装配和服务，并通过消除与电动机的滑环（电刷）连接并消除齿轮箱中的疲劳来增加齿轮箱的寿命。
51.现在参考图1和图2，发动机组件10包括气缸12、活塞14、连接杆16、曲轴18、钟形曲柄20、控制轴22、控制连杆24、齿轮箱26和致动器28。当空气
‑
燃料混合物在气缸12内燃烧时，活塞14在气缸12内往复运动。为了说明的目的，图1仅示出了发动机组件10的一个气缸。然而，发动机组件10可以包括额外的气缸。发动机组件10可以是火花点火发动机或压缩点火发动机。
52.钟形曲柄20以允许钟形曲柄20围绕曲轴18的旋转轴线30枢转的方式安装在曲轴18上。钟形曲柄20具有第一端32和与第一端32相对的第二端34。钟形曲柄20可以具有用于与曲轴18、连接杆16和控制连杆24连接的节点或销，并且该节点或销可以布置成t形、三角形或彼此成直线。
53.连接杆16将活塞14连接到钟形曲柄20的第一端32。连接杆16可以使用例如销（未示出）枢转联接到活塞14和钟形曲柄20。控制连杆24以允许控制连杆24围绕控制轴22的旋转轴线36枢转的方式安装在控制轴22上。控制连杆24连接到钟形曲柄20的第二端32。连接杆16可以使用例如销（未示出）枢转联接到钟形曲柄20。
54.连接杆16、钟形曲柄20和控制连杆24共同将活塞14的平移运动转化为曲轴18的旋转运动。换句话说，当活塞14在气缸12内往复运动时，连接杆16、钟形曲柄20和控制连杆24使曲轴18旋转。当活塞14在气缸12内往复运动时，连接杆16围绕钟形曲柄20的第一端32枢转（例如，来回摆动）。连接杆16的枢转运动使钟形曲柄20围绕曲轴18的旋转轴线30枢转（例如，来回摆动）。钟形曲柄20的枢转运动使控制连杆24围绕控制轴22的旋转轴线36枢转（例如，来回摆动）。
55.齿轮箱26使曲轴18的旋转与控制轴22的旋转同步。此外，齿轮箱26以允许致动器28在致动器28（或其主体）静止时相对于曲轴18的速度改变控制轴22的速度的方式将致动
器28连接到控制轴22。相对于曲轴18的速度改变控制轴22的速度将改变活塞14的行程和上止点（tdc）位置，这改变发动机组件10的压缩比。
56.齿轮箱26包括第一驱动齿轮38、托架40、第一行星齿轮组42、第二行星齿轮组44、机壳轴46、致动器轴48、传输轴50、第二驱动齿轮52和从动齿轮54。第一驱动齿轮38使用例如花键连接固定到曲轴18，并因此第一驱动齿轮38与曲轴18一起旋转。第一行星齿轮组42和第二行星齿轮组44可以相对于延伸穿过致动器轴48和/或传输轴50的对称线对称。因此，虽然图2仅示出了第一行星齿轮组42和第二行星齿轮组44中的每个的一半，但第一行星齿轮组42和第二行星齿轮组44的另一半可以与所示的一半相同。
57.第一行星齿轮组42包括第一太阳齿轮56、第一环形齿轮58和一个或多个第一行星齿轮60。第一太阳齿轮56固定（例如，紧固）到机壳62（例如，齿轮箱26的外壳）。机壳轴46将第一太阳齿轮56连接到机壳62。第一环形齿轮58与第一驱动齿轮38啮合。第一行星齿轮60可旋转地安装在托架40上。第一行星齿轮60与第一环形齿轮58和第一太阳齿轮56啮合。每个第一行星齿轮60具有第一直径。
58.第二行星齿轮组44包括第二太阳齿轮64、第二环形齿轮66和一个或多个第二行星齿轮68。第二太阳齿轮64固定到致动器28。致动器轴48可以将致动器28内的旋转部件（例如，轴）连接到第二太阳齿轮64。可替代地，致动器轴48可以是固定到第二太阳齿轮64的致动器28的旋转部件。
59.第二环形齿轮66固定（例如，花键连接）到传输轴50。第二行星齿轮68可旋转地安装在托架40上。每个第二行星齿轮68可以与第一行星齿轮60中的一个同轴。第二行星齿轮68与第二环形齿轮66和第二太阳齿轮64啮合。每个第二行星齿轮68具有与每个第一行星齿轮60的第一直径相等的第二直径。第二驱动齿轮52固定（例如，花键连接）到传输轴50。从动齿轮54固定（例如，花键连接）到控制轴22。从动齿轮54与第二驱动齿轮52啮合。因此，第二环形齿轮66经由传输轴50、第二驱动齿轮52和从动齿轮54联接到控制轴22。
60.当曲轴18在第一（例如，顺时针）方向70上旋转时，第一驱动齿轮38和第一环形齿轮58之间的啮合使得第一环形齿轮58在第二（例如，逆时针）方向72上旋转。当第一环形齿轮58在第二方向72上旋转时，第一环形齿轮58和传输轴50之间的联接使得传输轴50围绕传输轴50的旋转轴线74在第二方向72上旋转。当传输轴50在第二方向72上旋转时，第二驱动齿轮52和从动齿轮54之间的啮合使得从动齿轮54在第一方向70上旋转。由于从动齿轮54固定到控制轴22，因此控制轴22与从动齿轮54一起在第一方向70上旋转。
61.致动器28可操作以旋转第二太阳齿轮64，并由此调整曲轴18的转速与控制轴22的转速之比。致动器28可以包括固定（例如紧固）到机壳62的主体或框架、被配置成相对于主体或框架旋转的轴，以及可操作以旋转该轴的电动机（例如，无刷直流电动机）。
62.致动器28（或致动器28的轴）独立于托架40和齿轮箱26的其他部件旋转。换句话说，整个致动器28不与托架40一起旋转，并且托架40不驱动致动器28（或致动器28的轴）的旋转。相反，致动器28的主体或框架是静止的（例如，相对于机壳62固定），并且致动器28的电动机独立于托架40的旋转而旋转致动器28的轴。
63.致动器28还可以包括控制模块、摆线驱动器和/或位置传感器。控制模块控制电动机以调整致动器轴的速度和/或方向，并由此基于发动机操作条件调整发动机组件10的压缩比。摆线驱动器将电动机联接到致动器轴。位置传感器测量致动器轴的位置，并将致动器
轴位置输出到控制模块。控制模块可以基于致动器轴位置确定致动器轴的速度和/或方向，并使用确定的速度/方向来执行致动器轴速度/方向的闭环控制。
64.齿轮箱26经由第一路径将动力（和扭矩）从曲轴18传递到控制轴22，并从控制轴22传递到曲轴18。第一路径流经第一驱动齿轮38、第一环形齿轮58、第一行星齿轮60、托架40、第二行星齿轮68、第二环形齿轮66、第二驱动齿轮52和从动齿轮54。齿轮箱26还经由第二路径将动力（和扭矩）从致动器28传递到控制轴22。第二路径流经第二太阳齿轮64、第二行星齿轮68、第二环形齿轮66、第二驱动齿轮52和从动齿轮54。因此，第一流动路径和第二流动路径的部分重叠。
65.致动器28可以通过使致动器轴48和第二太阳齿轮64在与曲轴18相同的方向上（例如，在第一方向70上）旋转来相对于曲轴18的速度降低控制轴22的速度。相对于曲轴18的速度降低控制轴22的速度可以被称为负相移。致动器28可以通过使致动器轴48和第二太阳齿轮64在与曲轴18相反的方向上（例如，在第二方向72上）旋转来相对于曲轴18的速度增加控制轴22的速度。相对于曲轴18的速度增加控制轴22的速度可以被称为正相移。当致动器28不旋转第二太阳齿轮64时，曲轴18的转速与传输轴50的转速之比为一比一。
66.现在参考图3和图4，发动机组件10被示出具有代替齿轮箱26的齿轮箱76。齿轮箱76与齿轮箱26相似或相同，除了齿轮箱76包括代替第二行星齿轮组44的第二行星齿轮组78，并且齿轮箱76不包括传输轴50或第二驱动齿轮52。第二行星齿轮组78可以关于延伸穿过致动器轴48的对称线对称。因此，尽管图4仅示出了第二行星齿轮组78的一半，但第二行星齿轮组78的另一半可以与所示的一半相同。
67.第二行星齿轮组78包括第二太阳齿轮80、第二环形齿轮82和一个或多个第二行星齿轮84。第二太阳齿轮80固定到致动器28。致动器轴48可以将致动器28内的旋转部件（例如，轴）连接到第二太阳齿轮80。可替代地，致动器轴48可以是固定到第二太阳齿轮80的致动器28的旋转部件。
68.第二行星齿轮84可旋转地安装在托架40上。每个第二行星齿轮84可以与第一行星齿轮60中的一个同轴。第二行星齿轮84与第二环形齿轮82和第二太阳齿轮80啮合。每个第二行星齿轮84具有小于每个第一行星齿轮60的第一直径的第二直径。第二环形齿轮82与从动齿轮54啮合，如上所述，该从动齿轮54固定到控制轴22。因此，第二环形齿轮82仅经由从动齿轮54联接到控制轴22。由于第二环形齿轮82直接与从动齿轮54啮合，因此可以省略传输轴50和第二驱动齿轮52，这降低了齿轮箱76的复杂性，并减少了齿轮箱76所需的封装空间。
69.当曲轴18在第一方向70上旋转时，第一驱动齿轮38与第一环形齿轮58之间的啮合使第一环形齿轮58在第二方向72上旋转。当第一环形齿轮58在第二方向72上旋转时，第一环形齿轮58和第二环形齿轮82之间的联接使第二环形齿轮82围绕旋转轴线86在第二方向72上旋转。当第二环形齿轮82在第二方向72上旋转时，第二环形齿轮82和从动齿轮54之间的啮合使从动齿轮54在第一方向70上旋转。由于从动齿轮54固定到控制轴22，因此控制轴22与从动齿轮54一起在第一方向70上旋转。
70.齿轮箱26经由第一路径将动力（和扭矩）从曲轴18传递到控制轴22，并从控制轴22传递到曲轴18。第一路径流经第一驱动齿轮38、第一环形齿轮58、第一行星齿轮60、托架40、第二行星齿轮84、第二环形齿轮82和从动齿轮54。齿轮箱26还经由第二路径将动力（和扭
矩）从致动器28传递到控制轴22。第二路径流经第二太阳齿轮80、第二行星齿轮84、第二环形齿轮82和从动齿轮54。因此，第一流动路径和第二流动路径的部分重叠。
71.致动器28（或致动器28的轴）独立于托架40和齿轮箱76的其他部件旋转。换句话说，整个致动器28不与托架40一起旋转，并且托架40不驱动致动器28（或致动器28的轴）的旋转。相反，致动器28的主体或框架是静止的（例如，相对于机壳62固定），并且致动器28的电动机独立于托架40的旋转而旋转致动器28的轴。
72.致动器28可操作以旋转第二太阳齿轮80，并由此调整曲轴18的转速与控制轴22的转速之比。致动器28可以通过在与曲轴18相同的方向上（例如，在第一方向70上）旋转致动器轴48和第二太阳齿轮80来相对于曲轴18的速度降低控制轴22的速度。致动器28可以通过在与曲轴18相反的方向上（例如，在第二方向72上）旋转致动器轴48和第二太阳齿轮80来相对于曲轴18的速度增加控制轴22的速度。当致动器28不旋转第二太阳齿轮80时，曲轴18的转速与托架40的转速之比为一比一。
73.现在参考图5至图7，发动机组件10被示出具有齿轮箱88代替齿轮箱76。齿轮箱88包括复合行星齿轮组90和托架92。行星齿轮组90可以关于延伸穿过致动器轴48的对称线对称。因此，尽管图6仅示出了行星齿轮组90的一半，但行星齿轮组90的另一半可以与所示的一半相同。
74.行星齿轮组90包括太阳齿轮94、环形齿轮96、多个第一行星齿轮98和多个第二行星齿轮100。太阳齿轮94固定到致动器28。致动器轴48可以将致动器28内的旋转部件（例如，轴）连接到太阳齿轮94。可替代地，致动器轴48可以是固定到太阳齿轮94的致动器28的旋转部件。环形齿轮96与第一驱动齿轮38啮合。
75.第一行星齿轮98和第二行星齿轮100可旋转地安装在托架92上。第一行星齿轮98与太阳齿轮94啮合，并且不与环形齿轮96啮合。每个第一行星齿轮98具有第一直径。第二行星齿轮100与环形齿轮96啮合，并且不与太阳齿轮94啮合。此外，每个第二行星齿轮100与第一行星齿轮98中的一个啮合。每个第二行星齿轮100具有第二直径，其可以等于或不同于每个第一齿轮98的第一直径。
76.托架92固定到控制轴22，并将第一行星齿轮98和第二行星齿轮100联接到控制轴22上。当曲轴18在第一方向70上旋转时，第一驱动齿轮38和环形齿轮96之间的啮合使环形齿轮96在第二方向72上旋转。当环形齿轮96在第二方向72上旋转时，环形齿轮96和控制轴22之间的联接使控制轴22围绕旋转轴线36在第一方向上旋转。
77.齿轮箱88经由第一路径将动力（和扭矩）从曲轴18传递到控制轴22。第一路径流经第一驱动齿轮38、环形齿轮96、第一行星齿轮98和第二行星齿轮100以及托架92。齿轮箱26还经由第二路径将动力（和扭矩）从致动器28传递到控制轴22。第二路径流经太阳齿轮94、第一行星齿轮98和第二行星齿轮100以及托架92。因此，第一和第二流动路径的部分重叠。
78.致动器28可操作以旋转太阳齿轮94，并由此调整曲轴18的转速与控制轴22的转速之比。致动器28可以通过在与曲轴18相同的方向上（例如，在第一方向70上）旋转致动器轴48和太阳齿轮94来相对于曲轴18的速度降低控制轴22的速度。致动器28可以通过在与曲轴18相反的方向上（例如，在第二方向72上）旋转致动器轴48和太阳齿轮94来相对于曲轴18的速度增加控制轴22的速度。
79.当致动器28不旋转太阳齿轮94时，曲轴18的转速与控制轴22的转速之比为二比
一。因此，齿轮箱88可以被配置成实现与阿特金森循环一致的活塞运动。例如，齿轮箱88可以被配置成使得活塞14的排气行程长于活塞14的进气行程，并且活塞14的膨胀行程长于活塞14的压缩行程。继而，可以提高发动机组件10的效率。
80.现在参考图8，发动机组件10可以包括齿轮箱102，以代替本文所述的其他齿轮箱中的任一个。齿轮箱102包括行星齿轮组104、第二环形齿轮106和连接支架108。行星齿轮组104将第一驱动齿轮38和致动器轴48（或致动器轴48）联接到第二环形齿轮106。连接支架108将第二环形齿轮106连接到控制轴22。
81.行星齿轮组104包括太阳齿轮110、第一环形齿轮112、多个行星齿轮114和托架115。太阳齿轮110固定到致动器28。致动器轴48可以将致动器28内的旋转部件（例如，轴）连接到太阳齿轮110。可替代地，致动器轴48可以是固定到太阳齿轮110的致动器28的旋转部件。行星齿轮114可旋转地安装在托架115上。行星齿轮114与第一环形齿轮112和太阳齿轮110啮合。由于托架115不固定到控制轴22或第二环形齿轮106（即输出环形齿轮），因此托架115是浮动托架。因此，控制轴22和第二环形齿轮106的反作用扭矩不能反向驱动致动器28。
82.齿轮箱102经由第一路径将动力（和扭矩）从曲轴18传递到控制轴22。第一路径流经第一驱动齿轮38、第一环形齿轮112、行星齿轮114、第二环形齿轮106和连接支架108。齿轮箱102还经由第二路径将动力（和扭矩）从致动器28传递到控制轴22。第二路径流经太阳齿轮110、行星齿轮114、第二环形齿轮106和连接支架108。因此，第一流动路径和第二流动路径的部分重叠。
83.致动器28（或致动器28的轴）独立于托架115和齿轮箱102的其他部件旋转。换句话说，整个致动器28不与托架115一起旋转，并且托架115不驱动致动器28（或致动器28的轴）的旋转。相反，致动器28的主体或框架是静止的，并且致动器28的电动机独立于托架40的旋转来旋转致动器28的轴。
84.致动器28可操作以旋转太阳齿轮110，并由此调整曲轴18的转速与控制轴22的转速之比。致动器28可以通过在与曲轴18相同的方向上（例如，在第一方向70上）旋转致动器轴48和太阳齿轮110来相对于曲轴18的速度降低控制轴22的速度。致动器28可以通过在与曲轴18相反的方向上（例如，在第二方向72上）旋转致动器轴48和太阳齿轮110来相对于曲轴18的速度增加控制轴22的速度。
85.第一环形齿轮112具有与行星齿轮114啮合的第一齿数116。第二环形齿轮106具有与行星齿轮114啮合的第二齿数118。第二数可以大于（例如，多一个）或小于（例如，少一个）第一数，取决于控制轴22相对于曲轴18的期望旋转方向和齿轮箱102的期望功能。如果第二齿数118大于或小于第一齿数116，则曲轴18的转速与控制轴22的转速之比可以分别为非常大或非常小。例如，如果第一齿数116为69并且第二齿数118为70，则曲轴18的转速与控制轴22的转速之比可以是69比1。
86.在各种实施方式中，连接支架108和托架115可以组合形成单个托架。另外或可替代地，行星齿轮组104可以是复合行星齿轮组，其包括行星齿轮114和可旋转地安装在托架115上的多个其他行星齿轮（未示出）两者。在此类实施方式中，行星齿轮114可以与太阳齿轮110啮合并且不与第一环形齿轮112或第二环形齿轮106啮合，并且其他行星齿轮可以与第一环形齿轮112和第二环形齿轮106啮合并且不与太阳齿轮110啮合。可替代地，行星齿轮114可以与第一环形齿轮112和第二环形齿轮106啮合并且不与太阳齿轮110啮合，并且其他
行星齿轮可以与太阳齿轮110啮合并且不与第一环形齿轮112或第二环形齿轮106啮合。在这方面，具有不同齿数的双环形齿轮的布置可连同包括复合行星齿轮组的齿轮箱，诸如图5至图7的齿轮箱88一起使用。
87.上述描述实质上仅是说明性的，并且绝不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广义教导可以以多种形式实施。因此，尽管本公开包括特定示例，但本公开的真正范围不应如此限制，由于在研究附图、说明书和所附权利要求时，其他的修改将变得明显。应该理解的是，方法内的一个或多个步骤可以以不同的顺序（或同时）执行而不改变本公开的原理。此外，尽管上面描述了实施例中的每个具有某些特征，但关于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个可以在其他实施例的任一个中的特征中实施和/或与该特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施例并不是相互排斥的，并且一个或多个实施例的相互置换仍然在本公开的范围内。
88.元件之间（例如，模块、电路元件、半导体层等之间）的空间和功能关系使用各种术语进行描述，包括“连接”、“啮合”、“联接”、“相邻”、“旁边”、“在顶部上”、“上面”、“下面”和“设置”。除非明确描述为“直接的”，否则当在上述公开中描述第一元件和第二元件之间的关系时，该关系可以是第一元件和第二元件之间不存在其他介入元件的直接关系，但也可以是第一元件和第二元件之间存在一个或多个介入元件（空间上或功能上）的间接关系。如本文所使用的，短语a、b和c中的至少一个应解释成意为使用非排他性逻辑“或”的逻辑（a或b或c），而不应解释成意为“a中的至少一个、b中的至少一个和c中的至少一个”。
89.在附图中，箭头部所指示的箭头方向一般表明了图示所关注的信息（诸如数据或指令）的流动。例如，当元件a和元件b交换各种信息，但从元件a传送到元件b的信息与图示相关时，箭头可以从元件a指向元件b。这种单向箭头并不意味着没有其他信息从元件b传送到元件a。此外，对于从元件a发送到元件b的信息，元件b可以向元件a发送信息的请求或接收确认。
90.在本技术中，包括下面的定义，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”代替。术语“模块”可以是指下列各项、是其一部分或包括下列各项：专用集成电路（asic）；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列（fpga）；执行代码的处理器电路（共享的、专用的或组）；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路（共享的、专用的或组）；提供所描述功能的其他合适的硬件部件；或上述中的一些或全部的组合，诸如在片上系统中。
91.该模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接到局域网（lan）、互联网、广域网（wan）或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块之间。例如，多个模块可以允许负载平衡。在另一个示例中，服务器（也称为远程，或云）模块可以代表客户端模块完成一些功能。
92.如上所使用，术语代码可包括软件、固件和/或微代码，并且可指程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路包括执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器电路。术语组处理器电路包括与另外的处理器电路组合，执行来自一个或多个模块的一些或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的提及包括在分立管芯上的多个处理器电路、在单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个内核、单个处理器电路的多个线程或上述的组合。术语共享存储器电路包括存储来自多个模块的一些或全部代
码的单个存储器电路。术语组存储器电路包括存储器电路，其与附加存储器组合，存储来自一个或多个模块的一些或全部代码。
93.术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。本文使用的术语计算机可读介质不包括通过媒介（诸如在载波上）传播的暂时性电信号或电磁信号；因此，术语计算机可读介质可被认为是有形的和非暂时性的。非暂时性的有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路（诸如闪存存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩码只读存储器电路）、易失性存储器电路（诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路）、磁存储介质（诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动器）和光存储介质（诸如cd、dvd或蓝光光盘）。
94.本技术中描述的设备和方法可以由通过配置通用计算机以执行计算机程序中具体化的一个或多个特定功能而创建的专用计算机部分地或全部地实现。上面描述的功能块、流程图部件和其他元件用作软件规范，其可以通过熟练技术人员或程序员的常规工作来转化为计算机程序。
95.计算机程序包括处理器可执行的指令，该指令存储在至少一种非暂时性的有形计算机可读介质上。计算机程序还可以包括或依赖于存储的数据。计算机程序可以包括：与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统（bios）、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动程序、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
96.计算机程序可包括：（i）要解析的描述性文本，诸如html（超文本标记语言）、xml（可扩展标记语言）或json（javascript对象符号），（ii）汇编代码，（iii）由编译器从源代码生成的对象代码，（iv）用于由解释器执行的源代码，（v）用于由即时编译器编译和执行的源代码等。仅举例说明，源代码可以使用来自包括以下的语言的语法进行编写：c、c 、c#、objective c、swift、haskell、go、sql、r、lisp、java
®
、fortran、perl、pascal、curl、ocaml、javascript
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、html5（超文本标记语言第五次修订版）、ada、asp（动态服务器页面）、php（php：超文本预处理器）、scala、eiffel、smalltalk、erlang、ruby、flash
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、visual basic
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、lua、matlab、simulink和python
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