A bolygóműves hajtóművek nyomatéksűrűsége valójában körülbelül 46%-kal magasabb lehet, mint a párhuzamos tengelyű kialakításoké, főleg azért, mert a terhelést több bolygókerékre osztják szét. Ez különösen hatékony megoldást jelent elektromos járművek esetén, lehetővé téve a jobb gyorsulást, miközben a meghajtás súlyát 14–22% között csökkenti. A 2023-as kutatások, amelyek a teljesítménysűrűség maximalizálását vizsgálták, érdekes eredményt is felmutattak: a kompakt bolygóművek körülbelül 8–12 köbcentiméternyi helyet takarítanak meg kilowanként a motor által termelt teljesítményre vonatkoztatva. Ez elsőre nem tűnhet soknak, de valójában nagyon fontos, amikor akkumulátorokkal telezsúfolt elektromos járműveket terveznek.
A bolygóművek terheléselosztó kialakítása körülbelül 33%-kal nagyobb nyomatékot képes kezelni, mint a hagyományos csigafogazatú rendszerek, miközben pontosan ugyanannyi helyet foglalnak el. Amikor a gyártók kreatívan alakítják a fogak formáját és a csapágyak elhelyezését, akkor a kompakt 9,5 literes házakon belül körülbelül 1650 és 2200 Nm közötti nyomatékot érnek el. Ez körülbelül 21,3 Nm/cm³-t jelent számítás szerint. Vegyük például a BorgWarner-t, az ipar egyik meghatározó szereplőjét. Kísérletekkel bizonyították, hogy intelligens hűtési rendszerük képes stabil teljesítményt biztosítani akkor is, amikor a motorok nehéz terepen, meredek emelkedőkön vagy hosszú távon nagy terhelés mellett működnek. Ilyen hőmérséklet-szabályozás kulcsfontosságú a teljesítmény fenntartásában nehéz üzemeltetési körülmények között.
A DC planétavázas motorok gyorsan forogó, kefementes motorokat kombinálnak többfokozatú hajtóművekkel, amelyek mindössze 120 x 180 mm-es kis helyre is beépíthetők. Ez a kompakt kialakítás lehetővé teszi, hogy könnyedén telepíthetők legyenek moduláris gördeszkákra. Tavaly év vége felé körülbelül az új elektromos járművek ötből négye már ezen közvetlenül csatlakoztatott planétamotorokat használt hátsó kerekekhez. A háromfokozatú modelleknél a fogási arány nagyjából 18:1 és 34:1 között mozog. Lenyűgöző teljesítményük abban nyilvánul meg, hogy különböző hőmérsékleti körülmények között is kitűnően működnek, mechanikai hatásfokuk pedig 92% és 94%-nál magasabb érték között marad. Ilyen teljesítményre nagy szükség van hatékony közlekedési rendszerek tervezésekor.
A bolygóműszerkezetek mechanikai hatásfoka általában körülbelül 95–98 százalék fokonként, mivel a terhelés egyszerre több fogaskerék-átfogáson is eloszlik. Amikor a gyártók optimalizálják a fogazat alakját, és jobb anyagokat használnak, akkor a csúszási súrlódási veszteségek mintegy 21 százalékkal csökkennek az előző évben a Nature-ben publikált kutatás szerint a hagyományos párhuzamos tengelyű fogaskerekekhez képest. Miért fontos ez az elektromos járművek esetében? Nos, ezek a DC bolygóműs motorok szélesebb sebességtartományban is megőrzik maximális hatásfokukat. Ez különösen fontos olyan járművek esetében, amelyek városi forgalomban folyamatosan állnak és indulnak, ahol a gyorsítás napközben gyakran ismétlődik.
A planetáris reduktorok állandó mágneses motorokkal való párosítása a teljes meghajtás hatékonyságát 9,34%-kal növeli meg valós körülmények között. A koncentrikus elrendezés csökkenti az erőátviteli út hosszát, így az induláskor keletkező tehetetlenségi veszteségek 18%-kal csökkennek. A csonkakúpos gördülőcsapágyak stratégiai elhelyezése tovább csökkenti a forgási súrlódást, ami 6,7%-os csökkenést eredményez az energiaveszteségben a visszatáplálás során.
A hőstabil szintetikus olajokon alapuló speciális kenőanyagok használatával akár körülbelül 23 Celsius-fokkal csökkenthető az üzemelési hőmérséklet a nehéz, folyamatosan magas nyomatékterhelés alatt. Amikor a gyártók hűtőcsatornákat és halmazállapot-változáson alapuló anyagokat építenek be terveikbe, akár körülbelül 41 százalékkal hatékonyabban képesek elvezetni a felesleges hőt, mint a hagyományos passzív hűtési módszerek. Ez nagy jelentőségű, mert megakadályozza a kenőolaj bontódását azokban a kritikus területeken, ahol különösen magas hőmérséklet uralkodik. Ennek eredményeként a modern bolygóművek akár 89 százalékos hatásfokot is megtarthatnak, még akkor is, ha folyamatosan 250 newtonméteres terhelést kell viselniük. Ezen felül van egy további előny, amiről manapság keveset beszélnek, pedig ugyanolyan fontos: ezek a működésük során körülbelül 19 százalékkal csendesebben működnek, mint a hagyományos ferde fogazású fogaskerekek, ami kevesebb zajszennyezést jelent a gyári dolgozók és a környező közösségek számára egyaránt.
A bolygóművek működése során a nyomatékterhelést több bolygómű fogaskerékre osztják el, ahelyett, hogy minden terhelést egyetlen alkatrészre helyeznének egyszerre. Ez a tervezési megoldás segít megelőzni az elhasználódást, így megbízhatóan képesek akár 250 newtonméternél nagyobb nyomatékok kezelésére is. A legtöbb minőségi modellt edzett acélból vagy speciális ötvözetekből gyártják, amelyek ellenállnak azoknak a hirtelen nyomatékugrásoknak, amelyeket elektromos járművek gyors indulásakor tapasztalunk. Ezekben az acélalkatrészekben magas a szén tartalom, amely körülbelül 1200 megapascal vagy annál nagyobb szilárdsági értéket biztosít, ami azt jelenti, hogy normál üzemeltetési körülmények között nem hajlanak meg vagy törnek el. A gyakorlati tesztek azt is kimutatták, hogy lenyűgöző eredményt mutatnak: tízezer ciklus után is megtartják teljesítményszintjüket, mindössze 0,8 százalékos hatásfokcsökkenéssel. Ilyen tartósságukkal jelentősen felülmúlják a hagyományos párhuzamos tengelyes kialakításokat, és a gyártók által végzett élettartamtesztek szerint majdnem kétharmaddal előzik meg azokat.
A DC rendszerekhez készült bolygóműves hajtóművek lehetővé teszik a tehetetlenség megfelelő illesztését, amikor a rotor dinamikája pontosan összhangban van a kerék- és tengelyoldali folyamatokkal, köszönhetően az ideális fogási aránynak. Amikor ez az illeszkedés bekövetkezik, a csavaró rezgések mintegy 39 százalékkal alacsonyabbak, mint hagyományos közvetlen hajtású rendszereknél, így az autók sokkal simábban gyorsulnak 0-ról 60 mérföld/órás sebességre, kellemetlen rángatás nélkül. A terepi tesztek szerint a mérnökök akár körülbelül 22 százalékkal gyorsabb válaszidőt érhetnek el az áramhurkokban, ha minden elem megfelelően illeszkedik. Ez fontos, mert csökkenti a zavaró cogging hatást, ugyanakkor növeli a csapágyak élettartamát – a terepadatok szerint városi körülmények között, ahol gyakori a stop-and-go forgalom, körülbelül 17 százalékos javulás figyelhető meg.
A bolygóműszerkezet a DC bolygóműhajtóművekben lehetővé teszi a 3:1 és több mint 100:1 közötti áttételek elérését, amikor több fokozatot kapcsolnak egymással. Ez az áttételtartomány lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy finomhangolják a motorok teljesítményét az adott felhasználási cél szerint. Egyes alkalmazások maximális teljesítményt igényelnek alacsony sebességnél, például dombmászásnál, míg mások hatékonyabb üzemeltetést követelnek meg az autópályán. A tavaly publikált kutatás szerint a kétfokozatú bolygómű beépítése körülbelül 38 százalékkal csökkenti a maximális motorsebességet, ugyanakkor megtartja a nyomaték kimenetének eredeti szintjét. Ez azt jelenti, hogy a gyártók kisebb és könnyebb motorokat építhetnek anélkül, hogy teljesítményt áldoznának fel.
A jelenlegi elektromos járművek többsége egylépcsős bolygóműves hajtóművet használ, amely 92–95% hatásfokot nyújt és kompakt méretű. Azonban a kereskedelmi elektromos járművekkel kapcsolatos kutatások szerint a többfokozatú hajtóművek 12–18%-kal növelhetik a hatótávolságot nagy terhelés alatt. A hátrány a bonyolultság: a többfokozatú váltók 23%-kal több alkatrészt igényelnek, de lehetővé teszik a motor kisebb méretre méretezését az optimalizált fokozatváltással.
A bolygóművek kiválóan működnek hibrid járművekben, mivel a terhelést több alkatrész között oszthatják el, és egyszerre képesek kezelni a hagyományos motorokból és az elektromos hajtóművekből származó bevitelt. Ezek a fogaskerék-rendszerek sokkal simábbá teszik az áttérést a benzinüzemű és az elektromos üzem között, mint más alternatívák. A visszatápláló fékezés tekintetében ezek a hajtóművek általában képesek visszanyerni a fékezéskor elveszett energiának körülbelül 15–22 százalékát. Az energiahasznosítás optimalizálásával kapcsolatos kutatások érdekes eredményt is mutatnak: amikor a mérnökök pontosan megfelelően állítják be az áttételi arányokat, a bolygóművel felszerelt járművek városi forgalomban, gyakori megállásokkal és elindulásokkal közel 9,3 százalékkal több energiát nyernek vissza, mint azok a rendszerek, amelyek egész úton rögzített áttételi arányt használnak. Ez különösen vonzóvá teszi őket olyan gyártók számára, akik a teljesítmény csökkentése nélkül szeretnék javítani az üzemanyag-gazdaságosságot.
A bolygóművek lenyűgöző teljesítményét három fő alkatrész együttes működése teszi lehetővé: a központi napkerék található a rendszer szívében, ehhez kapcsolódik több kisebb bolygógérgép egy úgynevezett hordozó szerkezeten, valamint a nagy kör alakú belső fogazású gyűrűkerék, amely minden mást körbevesz. Leggyakrabban a napkerék képezi az erőátvitel kiindulópontját, mozgásba hozva ezzel a bolygógérgépeket. Ezek a kis fogaskerekek egyszerre érintkeznek a napkerékkel és a gyűrűkerékkel is, így létrehozva egy figyelemre méltó rendszert, amelyben az erőt több ponton osztják el. Ennek a felépítésnek az az előnye, hogy különösen helytakarékos, miközben kiválóan hatékony erőátvitelt biztosít. Ezért bukkan fel ez a bolygórendszert használó megoldás egyre gyakrabban a modern elektromos járművekben, különösen akkor, ha egyenáramú motorokkal kombinálják, ahol minden centiméter számít, de a maximális hatásfokot semmiképpen sem lehet feladni.
A legtöbb elektromos jármű hajtáslánca esetében a napkerék működik fő bemenő tengelyként, amely nyomatékot továbbít a bolygógérekek felé. Amikor ezek a kis fogaskerekek elfordulnak a napkerék körül, és egyszerre kapcsolódnak a mozdulatlan gyűrűfogaskerékhez, akkor hatékony sebességcsökkentés jön létre. Ezt a rendszert az teszi különösen előnyössé, hogy több fog is egyszerre érintkezik, így az erőelosztás viszonylag egyenletesen oszlik el az egész rendszeren belül, ami jobb terhelhetőséget és alkatrészek kevesebb kopását eredményezi hosszú távon. Olyan járművek számára, amelyek sok cikluson mennek keresztül, például taxik vagy futárkocsik, ez a kopásállóság hosszú távon különösen fontos.
A többfogú bolygóművek természetüknél fogva kiegyensúlyozzák a nyomatékot az egész rendszerben, így a bolygóművek 33%-kal magasabb folyamatos terhelést bírnak el, mint a hagyományos egyenesfogazású fogaskerék-rendszerek. Ez az automatikus terheléselosztás biztosítja a tartósságot aszimmetrikus igénybevételek mellett, amelyeket a gyors gyorsulás és a generátoros fékezés okoz, ezáltal a bolygókerekes kialakítás különösen ellenállóvá válik a nehéz elektromos járművek (EV) környezetében.
A nyomatéksűrűség azt jelenti, hogy mekkora nyomatékot tud kezelni egy műhajtómű méretéhez képest. A bolygóművek magas nyomatéksűrűséget kínálnak, mivel a terhelést több fogaskerékre osztják el, növelve ezzel a hatékonyságot és csökkentve a kopást.
A bolygókerekek javítják az elektromos járművek hajtását, mivel kompakt kialakítást és magas nyomatéksűrűséget kínálnak, lehetővé téve a könnyebb hajtóműveket és hatékony energiahasználatot. Emellett segítenek fenntartani a magas hatásfokot különböző sebességek mellett, ami elengedhetetlen a városi stop-and-go közlekedéshez.
Igen, a bolygóművek jól alkalmazhatók hibrid járművekben, mivel hatékonyan kezelik a terheléselosztást és sima átmenetet biztosítanak a hagyományos és az elektromos meghajtás között, így ideálisak a generátoros fékezési rendszerekhez is.
A bolygóművek körülbelül 19%-kal csendesebbek, mint a hagyományos ferde fogazású fogaskerekek, így hozzájárulnak az ipari dolgozók és a környező közösségek számára kialakuló alacsonyabb zajterheléshez.
Forró hírekSzerzői jog © 2025 – Changwei Transmission (Jiangsu) Co., Ltd. — Adatvédelmi szabályzat
EN
