De koppelverhouding van planetaire tandwielkasten kan ongeveer 46% hoger liggen dan die van evenwijdige assystemen, voornamelijk omdat de belasting wordt verdeeld over meerdere planeetwielen. Dit maakt ze zeer efficiënt voor elektrische voertuigen, waardoor auto's beter kunnen accelereren terwijl het aandrijfsysteem tussen de 14% en 22% lichter wordt. Onderzoek uit 2023 naar het maximaliseren van vermogensdichtheid toonde ook iets interessants aan. Compacte planetaire opstellingen besparen ongeveer 8 tot 12 kubieke centimeter ruimte per kilowatt dat door de motor wordt geproduceerd. Dat lijkt misschien niet veel, maar het is eigenlijk vrij belangrijk bij het ontwerpen van elektrische voertuigen die vol zitten met batterijen.
Planetaire tandwieloverbrengingen met hun belastingverdelingsontwerp kunnen ongeveer 33% meer koppel aan dan standaard hellende tandwielopstellingen, terwijl ze precies dezelfde ruimte innemen. Wanneer fabrikanten creatief worden met de vorm van de tandwieltanden en de plaatsing van lagers, bereiken ze koppelwaarden tussen ongeveer 1.650 en 2.200 Newtonmeter binnen die compacte behuizingen van 9,5 liter. Dat komt neer op ongeveer 21,3 Nm per kubieke centimeter bij berekening. Neem bijvoorbeeld BorgWarner, een van de grote namen in de branche. Zij hebben via daadwerkelijke tests aangetoond dat hun intelligente koelsystemen het vermogen stabiel houden, zelfs wanneer motoren zwaar werken bij het beklimmen van steile hellingen of het vervoeren van zware lasten over lange afstanden. Dit soort thermisch beheer maakt het grootste verschil bij het behoud van prestaties onder zware bedrijfsomstandigheden.
De DC-planetaire versnellingsmotor combineert sneldraaiende brushless motoren met meertredebekrachtigingen, alles verpakt in ruimtes van slechts 120 bij 180 millimeter. Dit compacte ontwerp maakt ze erg gemakkelijk te installeren op modulaire skateboardopstellingen. Rond eind vorig jaar begon ongeveer vier op de vijf nieuwe elektrische voertuigen deze direct gekoppelde planetaire motoren te gebruiken voor hun achterwielen. Bij drie-trapsmodellen kunnen ze reductieverhoudingen aan dat variëren van ongeveer 18:1 tot 34:1. Indrukwekkend is hoe goed ze presteren onder verschillende temperatuurcondities, waarbij ze een mechanisch rendement behouden tussen de 92% en net boven de 94%. Dit soort prestaties is van groot belang bij het ontwerpen van efficiënte transportsystemen.
De mechanische efficiëntie van planetaire tandwieltransmissies bereikt doorgaans ongeveer 95 tot 98 procent per trap, omdat de belasting wordt verdeeld over meerdere tandwielcontacten tegelijkertijd. Wanneer fabrikanten de vorm van de tanden optimaliseren en betere materialen gebruiken, verminderen ze de verliezen door glijwrijving met ongeveer 21 procent in vergelijking met standaard evenwijdige as-tandwieltransmissies, volgens onderzoek dat vorig jaar werd gepubliceerd in Nature. Waarom is dit zo belangrijk voor elektrische voertuigen? Deze DC-planetaire motoren kunnen hun maximale efficiëntie behouden over een breder bereik van toerental. Dat is erg belangrijk voor auto's die continu stoppen en weer optrekken in stadsverkeer, waar dagelijks vaak wordt versneld.
Het combineren van planetaire reductoren met permanente magneetmotoren verbetert de algehele aandrijflijnefficiëntie met 9,34% onder realistische omstandigheden. De concentrische lay-out minimaliseert de lengte van het krachtoverbrengingspad, waardoor traagheidsverliezen tijdens acceleratie met 18% worden verlaagd. Strategisch geplaatste kegellagers verlagen bovendien de rotatiewrijving, wat bijdraagt aan een daling van energieverlies met 6,7% tijdens regeneratief remmen.
Het gebruik van geavanceerde smeermiddelen op basis van thermisch stabiele synthetische oliën kan de bedrijfstemperatuur met ongeveer 23 graden Celsius verlagen bij continu hoge belasting onder zware omstandigheden. Wanneer fabrikanten koelkanalen in combinatie met faseveranderende materialen in hun ontwerpen integreren, kunnen ze tot wel 41 procent meer warmte afvoeren in vergelijking met standaard passieve koelmethode. Dit maakt een groot verschil, omdat het voorkomt dat de olie zich degradeert in de cruciale gebieden waar het erg heet wordt. Hierdoor behouden moderne planetaire tandwielkasten een efficiëntie van ongeveer 89 procent, zelfs bij aanhoudende belastingen van 250 Newtonmeter. Daarnaast is er nog een voordeel dat tegenwoordig weinig wordt genoemd, maar dat net zo belangrijk is: ze draaien ongeveer 19 procent stiller dan traditionele schroefvormige tandwielen, wat minder geluidsoverlast betekent voor fabrieksmedewerkers en omliggende gemeenschappen.
Planetaire versnellingsbakken werken door de koppelbelasting te verdelen over meerdere planeetwielen in plaats van alle druk telkens op één onderdeel te zetten. Dit constructietrucje helpt slijtage te voorkomen, waardoor ze betrouwbaar operaties kunnen aanpakken die ver boven de 250 Newtonmeter uitkomen. De meeste kwaliteitsmodellen zijn vervaardigd uit gehard staal of speciale legeringen die bestand zijn tegen de scherpe koppelsprongen die we zien wanneer elektrische voertuigen snel optrekken. Het hoge koolstofgehalte in deze stalen onderdelen geeft hen een ongelooflijke sterkte van ongeveer 1.200 megapascal of meer, wat betekent dat ze niet verbuigen of breken onder normale werkomstandigheden. Praktijktests hebben ook iets indrukwekkends aangetoond: na meer dan tienduizend werkingscycli behouden deze versnellingsbaksystemen nog steeds hun prestatieniveau, met slechts een minimale daling van 0,8% in efficiëntie. Deze duurzaamheid plaatst hen ver voor op traditionele parallelle asontwerpen en overtreft deze bijna met twee derde in levensduurtesten uitgevoerd door fabrikanten.
Planetaire versnellingsmotoren voor DC-systemen maken het mogelijk om de traagheid correct aan te passen wanneer de rotordynamica overeenkomt met wat er gebeurt bij de wielen en assen, dankzij de juiste overbrengingsverhoudingen. Wanneer deze uitlijning plaatsvindt, is er ongeveer 39 procent minder torsietrilling in vergelijking met standaard directe aandrijfsystemen, waardoor auto's veel soepeler van 0 naar 60 mph accelereren zonder vervelende schokken. Veldtests tonen aan dat ingenieurs ongeveer 22 procent snellere responstijden krijgen van stroomregelkringen wanneer alles correct is afgestemd. Dit is belangrijk omdat het het vervelende klokkeneffect vermindert en tegelijkertijd de levensduur van lagers verlengt – veldgegevens duiden op een verbetering van ongeveer 17 procent in de levensduur van lagers tijdens typisch stadsverkeer waar stop-and-go-verkeer vaak voorkomt.
Het planetaire systeem in DC-planetaire versnellingsmotoren maakt het mogelijk om overbrengingsverhoudingen te verkrijgen die variëren van 3:1 tot ruim boven de 100:1 wanneer meerdere trappen tegelijk worden gebruikt. Deze breedte aan mogelijkheden stelt ingenieurs in staat om de prestaties van deze motoren nauwkeurig af te stemmen op hun specifieke toepassing. Sommige toepassingen vereisen maximale kracht bij lage snelheden, zoals bij hellingopwaarts rijden, terwijl andere betere efficiëntie op snelwegen vereisen. Uit onderzoek dat vorig jaar werd gepubliceerd, blijkt dat het gebruik van tweetraps planetaire systemen de maximale motorsnelheid met ongeveer 38 procent verlaagt, maar het koppelniveau op hetzelfde niveau houdt. Dit betekent dat fabrikanten kleinere, lichtere motoren kunnen bouwen zonder dat dit ten koste gaat van de prestaties.
De meeste EV's gebruiken een enkelvoudige planetairreductie voor hun 92–95% efficiëntie en compacte opbouw. Onderzoek naar elektrische bedrijfsvoertuigen toont echter aan dat multifasensystemen het bereik onder zware belasting kunnen verbeteren met 12–18%. Het nadeel is de complexiteit: multifasentransmissies vereisen 23% meer onderdelen, maar maken kleinere motoren mogelijk door geoptimaliseerde versnellingsschakeling.
Planetaire versnellingsbakken functioneren erg goed in hybride voertuigen, omdat ze de belasting kunnen verdelen over meerdere componenten en input kunnen verwerken van zowel traditionele motoren als elektrische motoren. Deze versnellingsystemen zorgen ervoor dat het schakelen tussen benzine- en elektrische aandrijving veel soepeler verloopt dan bij andere alternatieven. Wat betreft regeneratief remmen, weten deze bakken doorgaans ongeveer 15 tot 22 procent van de energie die normaal verloren gaat tijdens het stoppen, terug te winnen. Onderzoek naar optimale energiebeheersing toont ook iets interessants aan. Wanneer ingenieurs de versnellingverhoudingen precies goed afstellen, winnen auto's met planetaire versnellingsbakken tijdens rijden in stadsverkeer met veel stops en starts bijna 9,3% meer energie terug, vergeleken met systemen die vasthouden aan vaste versnellingverhoudingen. Dit maakt ze erg aantrekkelijk voor fabrikanten die het brandstofverbruik willen verbeteren zonder prestaties in te boeten.
Planetaire tandwielstelsels bereiken hun indrukwekkende prestaties dankzij drie hoofdonderdelen die samenwerken: in het midden bevindt zich het zonnewiel, gevolgd door meerdere kleinere planeetwielen die zijn bevestigd aan een zogenaamde draagconstructie (carrier), en tot slot het grote ringwiel dat alles omringt. Meestal fungeert het zonnewiel als startpunt voor de krachtoverdracht en zet het de planeetwielen in beweging. Deze kleine wielen raken tegelijkertijd zowel het zonnewiel als het ringwiel, waardoor een uitstekend systeem ontstaat waarbij de kracht over meerdere punten wordt verdeeld. Wat deze opzet zo voordelig maakt, is de efficiënte ruimtebenutting terwijl er toch een hoge mate van krachtoverdracht wordt behaald. Daarom zien we deze planetaire configuraties tegenwoordig overal terug in moderne elektrische voertuigen, met name in combinatie met gelijkstroommotoren, waar elke centimeter telt maar maximale efficiëntie absoluut niet mag worden opgeofferd.
De meeste aandrijflijnen van elektrische voertuigen hebben het zonnewiel als hoofdinputas die koppel doorgeeft aan de planeetwielen. Wanneer deze kleine wielen om het zonnewiel heen draaien en tegelijkertijd in grijpen met het stilstaande ringwiel, ontstaat er een mooie snelheidsverlaging. Wat deze opstelling zo goed maakt, is dat meerdere tanden tegelijk contact maken. Dit verspreidt de krachtoverdracht vrij gelijkmatig over het systeem, wat betekent dat het beter belast kan worden en er minder slijtage is op componenten op de lange termijn. Voor voertuigen die veel cycli doormaken, zoals taxi's of bestelbussen, is dit soort slijtvastheid op lange termijn echt belangrijk.
Meerdere planeetwielen balanceren van nature het koppel over het systeem, waardoor planetaire versnellingsbakken 33% hogere continue belasting kunnen weerstaan dan conventionele rechte tandwiel-systemen. Deze automatische lastverdeling zorgt voor duurzaamheid onder asymmetrische belasting veroorzaakt door snelle acceleratie en regeneratief remmen, waardoor planetaire ontwerpen bijzonder robuust zijn in veeleisende EV-omgevingen.
Koppeldichtheid verwijst naar de hoeveelheid koppel die een versnellingsbak kan weerstaan ten opzichte van zijn grootte. Planetaire versnellingsbakken bieden een hoge koppeldichtheid omdat ze de belasting verdelen over meerdere wielen, wat de efficiëntie verbetert en slijtage vermindert.
Planetaire tandwielen verbeteren EV-aandrijflijnen doordat ze compacte ontwerpen en hoge koppeldichtheid bieden, wat leidt tot lichtere aandrijflijnen en efficiënter energiemanagement. Ze helpen ook om een hoog rendement te behouden bij verschillende snelheden, wat cruciaal is voor stop-and-go stadsverkeer.
Ja, planetaire versnellingsbakken zijn goed geschikt voor hybride voertuigen omdat ze de belastingverdeling kunnen beheren en soepele overgangen bieden tussen conventionele en elektrische aandrijving, waardoor ze ook ideaal zijn voor regeneratieve remsystemen.
Planetaire versnellingsbakken zijn ongeveer 19% stiller dan traditionele schroefvormige tandwielen, wat bijdraagt aan minder geluidshinder voor zowel industriële werknemers als omwonenden.
Hot NewsAuteursrecht © 2025 door Changwei Transmission (Jiangsu) Co., Ltd — Privacybeleid
EN
