Kerapatan torsi pada gearbox planetary dapat mencapai sekitar 46% lebih tinggi dibandingkan desain sumbu paralel, terutama karena beban didistribusikan ke beberapa roda gigi planet. Hal ini membuatnya sangat efisien untuk kendaraan listrik, memungkinkan mobil berakselerasi lebih baik sekaligus mengurangi bobot sistem penggerak antara 14% hingga 22%. Penelitian tahun 2023 yang mengevaluasi cara memaksimalkan kerapatan daya juga mengungkap temuan menarik. Desain planetary yang ringkas menghemat ruang sekitar 8 hingga 12 sentimeter kubik untuk setiap kilowatt daya yang dihasilkan motor. Angka ini mungkin terdengar kecil, tetapi sangat penting saat merancang kendaraan listrik yang penuh dengan baterai.
Roda gigi planetari dengan desain pembagian beban dapat menangani torsi sekitar 33% lebih tinggi dibandingkan dengan susunan roda gigi heliks biasa, sambil menempati ruang yang persis sama. Ketika produsen berinovasi dengan bentuk gigi roda gigi dan penempatan bantalan, mereka mencapai angka torsi antara sekitar 1.650 hingga 2.200 Newton meter di dalam rumah berukuran ringkas 9,5 liter. Ini setara dengan sekitar 21,3 Nm per sentimeter kubik jika dilakukan perhitungan matematis. Ambil contoh BorgWarner, salah satu nama besar dalam industri ini. Mereka telah menunjukkan melalui pengujian nyata bahwa sistem pendinginan cerdas mereka mampu menjaga keluaran daya tetap stabil bahkan ketika mesin bekerja keras saat mendaki lereng curam atau mengangkut beban berat dalam jarak jauh. Manajemen termal semacam ini sangat menentukan dalam mempertahankan kinerja di bawah kondisi operasi yang sulit.
Motor roda gigi planet DC menggabungkan motor brushless berputar cepat dengan peredam bertahap ganda, semuanya dikemas dalam ruang sekecil 120 kali 180 milimeter. Desain kompak seperti ini membuatnya sangat mudah dipasang pada setup skateboard modular. Sekitar akhir tahun lalu, sekitar empat dari lima kendaraan listrik baru mulai menggunakan motor planet kopling langsung ini untuk roda belakangnya. Untuk model tiga tahap, mereka mampu menangani reduksi gir rasio antara kira-kira 18 banding 1 hingga 34 banding 1. Yang mengesankan adalah kinerjanya yang tetap baik bahkan dalam kondisi suhu berbeda, dengan tingkat efisiensi mekanis yang berkisar antara 92% hingga sedikit di atas 94%. Kinerja seperti ini sangat penting dalam merancang sistem transportasi yang efisien.
Efisiensi mekanis dari sistem roda gigi planeter biasanya mencapai sekitar 95 hingga 98 persen per tahap karena beban tersebar ke beberapa mesh roda gigi secara bersamaan. Ketika produsen mengoptimalkan bentuk gigi-gigi tersebut dan menggunakan material yang lebih baik, mereka mengurangi kerugian akibat gesekan geser sekitar 21% dibandingkan dengan roda gigi poros paralel biasa menurut penelitian yang dipublikasikan di Nature tahun lalu. Mengapa hal ini penting untuk kendaraan listrik? Nah, motor roda gigi planeter DC ini dapat mempertahankan efisiensi maksimumnya pada kisaran kecepatan yang lebih luas. Hal ini sangat penting bagi mobil yang terus-menerus berhenti dan melaju dalam lalu lintas perkotaan di mana akselerasi terjadi secara sering sepanjang hari.
Memadukan peredam planet dengan motor magnet permanen meningkatkan efisiensi powertrain secara keseluruhan sebesar 9,34% dalam kondisi nyata. Desain konsentris meminimalkan panjang jalur transmisi daya, mengurangi kehilangan inersia hingga 18% saat akselerasi. Bantalan rol tirus yang ditempatkan secara strategis semakin mengurangi gesekan rotasi, berkontribusi pada penurunan limbah energi sebesar 6,7% selama pengereman regeneratif.
Menggunakan pelumas canggih berbasis oli sintetis yang stabil secara termal dapat mengurangi suhu operasi sekitar 23 derajat Celsius saat beroperasi dalam kondisi torsi tinggi terus-menerus yang sulit. Ketika produsen mengintegrasikan saluran pendingin bersamaan dengan material perubahan fase ke dalam desain mereka, mereka mampu membuang panas hingga sekitar 41 persen lebih banyak dibandingkan metode pendinginan pasif standar. Hal ini sangat penting karena mencegah pelumas terurai di area-area kritis yang sangat panas. Akibatnya, gearbox planetary modern tetap efisien sekitar 89 persen bahkan saat menangani beban berkelanjutan sebesar 250 Newton meter. Selain itu, ada manfaat lain yang jarang dibahas akhir-akhir ini tetapi sama pentingnya, yaitu berjalan sekitar 19 persen lebih senyap dibandingkan roda gigi heliks konvensional, yang berarti mengurangi polusi suara bagi pekerja pabrik maupun masyarakat sekitarnya.
Gearbox planetary bekerja dengan menyebarkan beban torsi ke beberapa gir planet, bukan menempatkan seluruh tekanan pada satu bagian sekaligus. Desain cerdik ini membantu mencegah keausan, sehingga gearbox ini dapat mengatasi operasi jauh di atas 250 Newton meter secara andal. Sebagian besar model berkualitas dibuat dari baja keras atau paduan khusus yang tahan terhadap lonjakan torsi tajam saat kendaraan listrik berakselerasi cepat dari posisi diam. Kandungan karbon tinggi pada komponen baja ini memberikan kekuatan luar biasa mencapai sekitar 1.200 megapascal atau lebih, artinya mereka tidak akan bengkok atau patah dalam kondisi kerja normal. Uji coba di dunia nyata juga menunjukkan sesuatu yang mengesankan: setelah melewati lebih dari sepuluh ribu siklus kerja, sistem gearbox ini tetap mempertahankan tingkat kinerjanya dengan penurunan efisiensi hanya 0,8%. Daya tahan semacam ini membuatnya jauh melampaui desain poros paralel konvensional, unggul hampir dua pertiga dalam uji ketahanan yang dilakukan oleh produsen.
Motor roda gigi planetary untuk sistem DC memungkinkan penyesuaian inersia secara tepat ketika dinamika rotor selaras dengan kondisi di roda dan gandar berkat rasio roda gigi yang tepat. Ketika terjadi keselarasan ini, getaran torsi berkurang sekitar 39 persen dibandingkan dengan sistem penggerak langsung biasa, sehingga mobil dapat berakselerasi dari 0 hingga 60 mph jauh lebih halus tanpa kejutan-kejutan yang mengganggu. Uji lapangan menunjukkan bahwa insinyur mendapatkan waktu respons loop arus sekitar 22% lebih cepat ketika semua komponen tersinkronisasi dengan benar. Hal ini penting karena mengurangi efek cogging yang mengganggu sekaligus memperpanjang usia bantalan—data lapangan menunjukkan peningkatan sekitar 17% dalam masa pakai bantalan selama skenario berkendara kota tipikal yang sering melibatkan lalu lintas stop-and-go.
Sistem planeter pada motor roda gigi DC planeter memungkinkan perbandingan roda gigi yang berkisar antara 3:1 hingga lebih dari 100:1 ketika beberapa tahap digunakan secara bersamaan. Rentang seperti ini memungkinkan insinyur menyesuaikan kinerja motor-motor ini sesuai kebutuhan. Beberapa aplikasi membutuhkan tenaga maksimum pada kecepatan rendah, seperti saat mendaki bukit, sementara yang lain menuntut efisiensi yang lebih baik di jalan raya. Menurut penelitian yang diterbitkan tahun lalu, penggunaan konfigurasi planet dua tahap mengurangi kecepatan maksimum motor sekitar 38 persen tetapi tetap mempertahankan torsi output yang sama. Artinya, produsen dapat membuat motor yang lebih kecil dan ringan tanpa mengorbankan kinerja.
Sebagian besar EV menggunakan peredam planet satu kecepatan karena efisiensinya yang mencapai 92–95% serta desainnya yang ringkas. Namun, penelitian mengenai kendaraan komersial listrik menunjukkan bahwa sistem multi-kecepatan dapat meningkatkan jangkauan hingga 12–18% dalam beban berat. Imbalannya adalah kompleksitas: transmisi multi-kecepatan membutuhkan 23% lebih banyak komponen tetapi memungkinkan motor yang lebih kecil berkat perpindahan gigi yang dioptimalkan.
Gear planetary bekerja sangat baik pada kendaraan hibrida karena mampu membagi beban ke beberapa komponen sekaligus dan menangani input dari mesin konvensional maupun motor listrik. Sistem gir ini membuat perpindahan antara operasi bertenaga bensin dan listrik jauh lebih halus dibandingkan alternatif lainnya. Dalam pengereman regeneratif, gear ini biasanya mampu memulihkan kembali sekitar 15 hingga 22 persen energi yang biasanya hilang saat berhenti. Penelitian tentang pengelolaan energi juga mengungkapkan temuan menarik. Ketika insinyur mengatur rasio gir secara tepat, mobil yang dilengkapi dengan gearbox planetary benar-benar mampu memulihkan energi hampir 9,3% lebih banyak saat berkendara di lalu lintas perkotaan dengan banyak berhenti dan mulai, dibandingkan sistem yang menggunakan rasio gir tetap sepanjang waktu. Hal ini menjadikannya cukup menarik bagi produsen yang ingin meningkatkan efisiensi bahan bakar tanpa mengorbankan performa.
Sistem roda gigi planet mencapai kinerja mengesankan berkat tiga bagian utama yang bekerja bersama: terdapat roda gigi matahari pusat di tengah sistem, beberapa roda gigi planet kecil yang terpasang pada komponen yang disebut carrier, dan akhirnya roda gigi cincin besar yang mengelilingi semua komponen lainnya. Paling sering, roda gigi matahari berperan sebagai titik awal transfer tenaga, mendorong roda gigi planet bergerak. Roda gigi kecil ini secara bersamaan menyentuh roda gigi matahari dan roda gigi cincin, menciptakan sistem luar biasa di mana gaya didistribusikan melalui beberapa titik sekaligus. Keunggulan konfigurasi ini terletak pada efisiensi ruang yang tinggi sambil tetap mampu mentransmisikan tenaga dengan sangat baik. Karena alasan inilah susunan planetary banyak digunakan di kendaraan listrik modern, terutama saat dipasangkan dengan motor DC di mana setiap inci ruang sangat penting namun efisiensi maksimum tidak boleh dikompromikan.
Sebagian besar powertrain kendaraan listrik memiliki roda gigi matahari yang berfungsi sebagai poros input utama yang mengirim torsi ke roda-rola planet tersebut. Ketika roda gigi kecil ini berputar mengelilingi roda gigi matahari sekaligus bersinggungan dengan roda gigi cincin yang diam, tercipta efek reduksi kecepatan yang baik. Yang membuat konfigurasi ini sangat baik adalah kontak yang terjadi secara bersamaan pada beberapa gigi sekaligus. Hal ini mendistribusikan daya secara merata di seluruh sistem, sehingga meningkatkan kemampuan menahan beban dan mengurangi keausan komponen seiring waktu. Untuk kendaraan yang mengalami banyak siklus, seperti taksi atau van pengiriman, ketahanan terhadap keausan seperti ini sangat penting dalam jangka panjang.
Beberapa roda gigi planet secara inheren menyeimbangkan torsi di seluruh sistem, memungkinkan gearbox planetary menangani beban kontinu 33% lebih tinggi dibandingkan sistem roda gigi lurus konvensional. Penyeimbangan beban otomatis ini memastikan ketahanan terhadap tegangan asimetris yang disebabkan oleh akselerasi cepat dan pengereman regeneratif, menjadikan desain planetary sangat tangguh dalam lingkungan EV yang menuntut.
Kerapatan torsi mengacu pada jumlah torsi yang dapat ditangani sebuah gearbox relatif terhadap ukurannya. Gearbox planetary menawarkan kerapatan torsi tinggi karena mendistribusikan beban ke beberapa roda gigi, sehingga meningkatkan efisiensi dan mengurangi keausan.
Roda gigi planetary meningkatkan powertrain EV dengan menawarkan desain yang ringkas dan kerapatan torsi tinggi, memungkinkan drivetrain yang lebih ringan serta manajemen daya yang efisien. Mereka juga membantu menjaga efisiensi tinggi pada berbagai kecepatan, yang penting untuk berkendara stop-and-go di perkotaan.
Ya, gearbox planetary sangat cocok untuk kendaraan hibrida karena mampu mengelola distribusi beban dan memberikan perpindahan yang halus antara sumber daya konvensional dan listrik, sehingga ideal juga untuk sistem pengereman regeneratif.
Gearbox planetary sekitar 19% lebih sunyi dibandingkan roda gigi heliks tradisional, berkontribusi pada penurunan polusi suara bagi pekerja industri maupun masyarakat sekitar.
Berita TerkiniHak Cipta © 2025 oleh Changwei Transmission (Jiangsu) Co., Ltd — Kebijakan Privasi
EN
