Planeettavaihteistojen vääntötiheys voi oikeastaan saavuttaa noin 46 % korkeamman tason kuin rinnakka-akselisten ratkaisujen, pääasiassa siksi että kuorma jakautuu useille planeettavälityksille. Tämä tekee niistä erittäin tehokkaita sähköautoissa, mahdollistaen paremman kiihtyvyyden samalla kun voimansiirto kevenee 14–22 %. Tutkimus vuodelta 2023, jossa tarkasteltiin tehontiheyden maksimointia, paljasti myös mielenkiintoisen seikan. Kompaktit planeettavälitysratkaisut säästävät noin 8–12 kuutiosenttimetriä tilaa jokaista moottorin tuottamaa kilowattia kohti. Tämä ei ehkä kuulosta paljolta, mutta on itse asiassa melko merkittävää, kun suunnitellaan akkuja täyteen pakattuja sähköautoja.
Planeettavaihteisto, jossa kuorma jaetaan useammalle hammaspyörälle, kestää noin 33 % suuremman vääntömomentin verrattuna tavalliseen hila-akseliseen vaihteistoon samassa tilassa. Kun valmistajat käyttävät luovia hammasten muotoja ja optimoivat laakerien sijoittelua, he saavuttavat vääntömomentteja noin 1 650–2 200 newtonmetriä kompaktissa 9,5 litran kotelossa. Tämä tarkoittaa noin 21,3 Nm kuutiocenttimetriä kohti laskennallisesti. Otetaan esimerkiksi BorgWarner, yksi alan tunnetuimmista toimijoista. He ovat osoittaneet todellisissa testeissä, että älykkäät jäähdytysjärjestelmät pitävät tehon vakiona, vaikka moottori työskentelee kovasti, esimerkiksi tiukkoja mäkiä ylämäkeen ajaessa tai raskaita kuormia kuljetettaessa pitkillä matkoilla. Tällainen lämpöhallinta ratkaisee kaiken suorituskyvyn säilyttämisessä vaativissa käyttöolosuhteissa.
DC:n planeettavaihteistoottori yhdistää nopeasti pyörivät harjattomat moottorit monivaiheisiin vähentimiin, ja koko kokonaisuus mahtuu tilaan, joka on vain 120 x 180 millimetriä. Tämänlainen kompakti rakenne tekee niiden asennuksesta erittäin helppoa modulaarisissa skateboardsisustuksissa. Viime vuoden loppupuolella noin neljä viidestä uudesta sähköajoneuvosta alkoi käyttää näitä suorakytkeytyviä planeettamoottoreita takapyöriinsä. Kolmivaiheisissa malleissa vaihteenvälityssuhde voi vaihdella noin 18:1 ja 34:1 välillä. Vaikuttavaa on niiden hyvä suorituskyky erilaisissa lämpötiloissa, säilyttäen mekaanisen hyötysuhteen alueella 92 % – yli 94 %. Tällainen suorituskyky on erittäin tärkeää tehokkaiden kuljetusjärjestelmien suunnittelussa.
Planeettavaihteistojen mekaaninen hyötysuhde saavuttaa tyypillisesti noin 95–98 prosenttia vaiheessa, koska kuorma jakautuu useiden hammaspyöräliitosten kesken samanaikaisesti. Kun valmistajat optimoivat hampaiden muotoja ja käyttävät parempia materiaaleja, liukukitkan aiheuttamat häviöt vähenevät noin 21 prosenttia verrattuna tavallisiin rinnakkaisakseligeareihin, kuten viime vuonna Nature-lehdessä julkaistussa tutkimuksessa todettiin. Miksi tämä on niin tärkeää sähköautoille? No, nämä tasavirtaplaneettamoottorit voivat säilyttää huippuhyötysuhteensa laajemmalla nopeusalueella. Tämä on erittäin tärkeää ajoneuvoille, jotka jatkuvasti pysähtyvät ja lähtevät liikkeelle kaupunkiliikenteessä, jossa kiihdytykset tapahtuvat usein koko päivän ajan.
Planeettavähentimien ja pysyvämagneettimoottorien yhdistäminen parantaa kokonaisvaltaista voimanlähtötehokkuutta 9,34 % käytännön olosuhteissa. Keskeinen rakenne minimoi voiman siirtoreitin pituuden, mikä vähentää hitausmenetyksiä 18 % kiihdytyksen aikana. Strategisesti sijoitetut kartiomuotoiset kuulalaakerit vähentävät lisäksi pyörimisvastusta, mikä edistää 6,7 %:n pienenemistä energiahukassa palautusjarrutuksen aikana.
Edistyneiden, lämpötilaltaan stabiilien synteettisten öljyjen käyttö voi vähentää käyttölämpötiloja noin 23 celsiusastetta jatkuvissa, raskaissa korkean vääntömomentin olosuhteissa. Kun valmistajat integroivat jäähdytyskanavat yhdessä faasimuuttomateriaalien kanssa suunnitelmiinsa, he pystyvät poistamaan noin 41 prosenttia enemmän hukkalämpöä verrattuna perinteisiin passiivisiin jäähdytysmenetelmiin. Tämä tekee suuren eron siinä, että öljy ei hajoa kriittisissä kuumissa osissa. Näin modernit planeettapyörästöt säilyttävät tehokkuutensa noin 89 prosentissa, vaikka ne käsittelevät jatkuvia kuormia 250 newtonmetrillä. On olemassa myös toinen etu, josta nykyään harvoin puhutaan, mutta se on yhtä tärkeä: ne toimivat noin 19 prosenttia hiljaisemmin verrattuna perinteisiin hila-akseleisiin, mikä tarkoittaa vähemmän melupäästöjä tehdastyöntekijöille ja ympäröivälle yhteisölle.
Planeettavaihteistot toimivat siten, että ne jakavat vääntökuorman useille planeettahammaspyörille, eivätkä siis kohdista kaikkea painetta yhteen osaan kerrallaan. Tämä suunnittelutemppu auttaa estämään kulumista ja pidentää kestoa, joten niiden on luotettavasti mahdollista kestää yli 250 newtonmetrin vääntöjä. Useimmat laadukkaat mallit on valmistettu karkaistusta teräksestä tai erikoisloydoista, jotka kestävät äkilliset vääntöpiikit, joita esiintyy sähköautojen nopeissa kiihdytyksissä. Näiden teräksisten osien korkea hiilipitoisuus antaa niille uskomattoman suuret lujuusarvot noin 1 200 megapascalia tai enemmän, mikä tarkoittaa, etteivät ne taivu tai murtua normaalissa käytössä. Käytännön testit ovat osoittaneet myös melko vaikuttavaa tulosta: yli kymmenen tuhatta käyttökierrosta jälkeen nämä vaihteistojärjestelmät säilyttävät edelleen suorituskykynsä tehokkuudessa tapahtuvan vain 0,8 %:n laskun ollessa kyseessä. Tällainen kestävyys asettaa ne selvästi perinteisiä rinnakkaistankojärjestelmiä paremmalle tasolle, ylittäen niiden kestoisuuden valmistajien tekemissä testissä lähes kaksi kolmasosaa.
Planeettiset vaihteistomoottorit DC-järjestelmille mahdollistavat inertia-sopimuksen, kun rotorin dynamiikka on linjassa pyöröiden ja akseleiden kanssa. Kun tämä kohdistaminen tapahtuu, on 39 prosenttia vähemmän vääntövärähtelyä kuin tavallisissa suorajohdossa, joten autot kiihtyvät nollasta 60 mph:ään paljon sujuvammin ilman niitä ärsyttäviä tärinäitä. Kenttätesteissä insinöörit saavat 22 prosenttia nopeampaa reaktioa nykyisistä silmistä, kun kaikki on sopusoinnussa. Tämä on tärkeää, koska se vähentää sitä ärsyttävää kouristusvaikutusta ja tekee myös laakereiden kestävyyden pidemmäksi - kenttätutkimukset viittaavat laakerin kestävyyden parantumiseen noin 17% tyypillisten kaupunkiliikenteen skenaarioiden aikana, joissa pysähtymis- ja kulkuliikenne on yle
Planeettajärjestelmä DC-planeettavaihteistoissa mahdollistaa välityssuhteiden saamisen 3:1:stä aina yli 100:1:een, kun useita vaiheita käytetään yhdessä. Tämä vaihteluväli mahdollistaa insinööreille moottorien suorituskyvyn tarkan säädön niiden käyttötarkoituksen mukaan. Joidenkin sovellusten vaatimuksena on maksimiteho matalilla nopeuksilla, kuten mäkien kiipeämisessä, kun taas toiset edellyttävät parempaa hyötysuhdetta moottoriteillä. Viime vuonna julkaistun tutkimuksen mukaan kahden vaiheen planeettajärjestely vähentää maksiminopeutta noin 38 prosenttia, mutta säilyttää samalla vääntömomentin lähtötason. Tämä tarkoittaa, että valmistajat voivat rakentaa pienempiä, kevyempiä moottoreita suorituskyvyn heikentyessä.
Useimmat sähköajoneuvot käyttävät yksinopeuksisia planeettavälityksiä niiden 92–95 %:n hyötysuorituksen ja kompaktin rakenteen vuoksi. Tutkimukset kuitenkin osoittavat, että monivaihteisilla järjestelmillä voidaan raskaiden kuormien alla parantaa ajomatkaa 12–18 %. Haittapuolena on monimutkaisuus: monivaihteiset vaihteistot vaativat 23 % enemmän komponentteja, mutta mahdollistavat moottorin pienentämisen optimaalisen vaihteen siirron avulla.
Planeettavaihteistot toimivat erittäin hyvin risteytyssajatuissa, koska ne voivat jakaa kuormitusta useiden komponenttien kesken ja käsitellä syötettä sekä perinteisistä moottoreista että sähkömoottoreista. Nämä vaihdejärjestelmät tekevät siitä paljon sulavampaa vaihtaa polttomoottorikäytöstä sähkökäyttöön verrattuna muihin vaihtoehtoihin. Kun kyseessä on regeneratiivinen jarrutus, nämä vaihdelaatikot pystyvät yleensä talouden takaisin noin 15–22 prosenttia energiasta, joka tavallisesti kuluu pysähtymisen yhteydessä. Energianhallinnan tutkimukset osoittavat myös jotain mielenkiintoista. Kun insinöörit säätävät vaihesuhteet juuri oikein, planeettavaihteistolla varustetut autot saavat takaisin lähes 9,3 % enemmän energiaa ajellessaan kaupunkiliikenteessä, jossa on paljon pysähtymisiä ja käynnistymisiä, verrattuna järjestelmiin, jotka pitävät kiinteitä vaihesuhteita koko ajan. Tämä tekee niistä melko houkuttelevia valmistajille, jotka haluavat parantaa polttoaineen säästöjä suorituskykyä uhraamatta.
Planeettavaihteistot saavat vaikuttavan suorituskykynsä kolmen pääosan yhteistyöstä: keskellä on aurinkopyörä, useita pienempiä planeettapyöriä kiinnitettynä niin sanottuun kantoonsa ja lopuksi isoa rengaspyörää, joka ympäröi kaikki muut osat. Yleensä aurinkopyörä toimii voiman siirron lähtökohtana, käynnistäen näin planeettapyörät liikkeelle. Nämä pienet pyörät koskettavat sekä aurinko- että rengaspyörää samanaikaisesti, luoden erinomaisen järjestelmän, jossa voima jakautuu useisiin kohtiin. Tämän rakenteen suuri etu on sen tilantehokkuus, jolla säilytetään silti tehokas voiman siirto. Siksi näitä planeettajärjestelmiä nähdään kaikkialla modernissa sähköautoissa, erityisesti DC-moottoreiden parina, joissa jokainen senttimetri tilaa on tärkeää, mutta maksimaalista tehokkuutta ei voida heikentää.
Useimmissa sähköautojen vetolaitteissa aurinkopyörä toimii pääsyöttöakselina, joka siirtää vääntömomenttia planeettapyöriin. Kun nämä pienet pyörät pyörivät aurinkopyörän ympäri ja samalla pureutuvat paikallaan olevaan renkaaseen, syntyy nopeuden alentamiseen johtava vaikutelma. Tämä rakenne on tehokas, koska useampi hampaista koskettaa samaan aikaan. Tämä jakaa voiman jakautumisen tasaisesti koko järjestelmän läpi, mikä tarkoittaa parempaa kuorman käsittelykykyä ja vähemmän kulumista komponenteissa ajan myötä. Ajoneuvoille, jotka käyvät läpi paljon käyttökertoja, kuten taksit ja toimituskuorma-autot, tämä kulumisvastus on pitkällä aikavälillä erityisen tärkeää.
Useita planeettahammaspyöriä käytetään luonnostaan tasapainottamaan vääntömomenttia koko järjestelmässä, mikä mahdollistaa planeettavaihdinten kestämisen 33 % korkeampia jatkuvia kuormituksia verrattuna perinteisiin suorahammasvaihteisiin. Tämä automaattinen kuorman tasaaminen takaa kestävyyden epäsymmetrisissä rasituksissa, joita aiheutuvat nopeista kiihdytyksistä ja regeneratiivisesta jarrutuksesta, mikä tekee planeetta-akselista erityisen kestävän vaativissa sähköautojen ympäristöissä.
Vääntömomenttiheys viittaa siihen määrään vääntömomenttia, jonka vaihdelaatikko voi käsittää sen koon suhteen. Planeettavaihteet tarjoavat korkean vääntömomenttiheyden, koska ne jakavat kuorman useiden hammaspyörien kesken, mikä parantaa tehokkuutta ja vähentää kulumista.
Planeettahammaspyörät parantavat sähköautojen voimanottojärjestelmiä tarjoamalla kompakteja ratkaisuja ja korkean vääntömomenttiheyden, mikä mahdollistaa kevyemmät voimansiirrot ja tehokkaan tehonhallinnan. Ne myös auttavat ylläpitämään korkeaa hyötysuhdetta eri nopeuksilla, mikä on olennaista kaupunkiajoon, jossa esiintyy paljon pysähtymisiä ja lähtöjä.
Kyllä, planeettapyörät sopivat hyvin hybridiajoneuvoihin, koska ne voivat hallita kuorman jakautumista ja tarjota sulavat siirtymät perinteisten ja sähköisten voimanlähteiden välillä, mikä tekee niistä myös ideaalisia regeneratiivisen jarrutuksen järjestelmiin.
Planeettapyörät ovat noin 19 % hiljaisempia kuin perinteiset hila-akselit, mikä vähentää melupäästöjä sekä teollisuustyöntekijöille että ympäröivälle yhteisölle.
UutiskanavaTekijänoikeus © 2025 Changwei Transmission (Jiangsu) Co., Ltd — Tietosuojakäytäntö
EN
