Ang torque density ng planetary gearboxes ay talagang maaring umabot sa halos 46% na higit pa kaysa sa mga parallel-axis design, pangunahin dahil inilalatag nila ang load sa maraming planet gears. Dahil dito, mas epektibo ito para sa mga electric vehicle, na nagbibigay-daan sa mga kotse na mas mabilis na makapag-akselerar habang pinapagaan ang drivetrain sa pagitan ng 14% at 22%. Ang pananaliksik noong 2023 na tumitingin kung paano mapapataas ang power density ay nagpakita rin ng isang kakaiba. Ang kompaktong planetary setup ay nakakatipid ng humigit-kumulang 8 hanggang 12 cubic centimeters na espasyo sa bawat kilowatt na nalilikha ng motor. Maaaring hindi ito tila malaki, ngunit talagang mahalaga ito sa pagdidisenyo ng mga electric vehicle na puno ng baterya.
Ang planetary gears na may disenyo na nagbabahagi ng load ay kayang humawak ng humigit-kumulang 33% higit na torque kumpara sa karaniwang helical gear setup samantalang umaabot lamang sa eksaktong kaparehong espasyo. Kapag lumikha ang mga tagagawa ng mga makabagong hugis ng ngipin ng gear at pinaglalagyan ng mga bearings, nakakamit nila ang mga halaga ng torque na nasa pagitan ng mga 1,650 hanggang 2,200 Newton-metro sa loob ng mga compact 9.5 litrong housing. Ito ay katumbas ng humigit-kumulang 21.3 Nm bawat cubic centimetro kapag kinalkula. Isipin ang BorgWarner, isa sa mga kilalang pangalan sa industriya. Naipakita nila sa tunay na pagsusuri na ang kanilang matalinong sistema ng paglamig ay nagpapanatili ng matatag na output ng kuryente kahit kapag sobrang ginagamit ang engine sa pag-akyat sa matatarik na burol o pagdadala ng mabibigat na karga sa mahahabang distansya. Ang ganitong uri ng pamamahala sa temperatura ay siyang nag-uugnay sa pagpapanatili ng magandang pagganap sa ilalim ng mahihirap na kondisyon ng operasyon.
Pinagsama-sama ng DC planetary gear motor ang mabilis na brushless motors at maramihang stage na reducer na nakapaloob sa espasyong kasing liit ng 120 sa 180 milimetro. Ang ganitong compact na disenyo ay nagpapadali sa pag-install nito sa mga modular na skateboard setup. Noong huling bahagi ng nakaraang taon, mga apat sa limang bagong electric vehicle ang nagsimulang gumamit ng mga direct coupled planetary motor na ito para sa kanilang rear wheels. Sa mga three stage model, kayang mapaglabanan ang gear reduction mula humigit-kumulang 18:1 hanggang 34:1. Ang kahanga-hanga ay ang kanilang pagganap kahit sa iba't ibang kondisyon ng temperatura, na pinapanatili ang mechanical efficiency mula 92% hanggang medyo mahigit sa 94%. Napakahalaga ng ganitong uri ng pagganap sa pagdidisenyo ng mahusay na mga transport system.
Ang kahusayan sa mekanikal ng mga planetary gear system ay karaniwang umaabot sa 95 hanggang 98 porsiyento bawat yugto dahil nahahati ang lulan sa maraming gear mesh nang sabay-sabay. Kapag pinain ang hugis ng ngipin at gumamit ng mas mahusay na materyales ang mga tagagawa, nababawasan nila ang pagkawala dulot ng sliding friction ng humigit-kumulang 21% kumpara sa karaniwang parallel axis gears ayon sa pananaliksik na nailathala sa Nature noong nakaraang taon. Bakit ito mahalaga para sa mga electric vehicle? Ang mga DC planetary gear motor na ito ay kayang mapanatili ang pinakamataas na kahusayan nito sa isang mas malawak na saklaw ng bilis. Mahalaga ito para sa mga kotse na palaging tumitigil at nag-iiwan sa trapiko sa lungsod kung saan madalas ang pagpapabilis sa buong araw.
Ang pagsasama ng planetary reducers at permanent magnet motors ay nagpapabuti ng kabuuang kahusayan ng powertrain ng 9.34% sa ilalim ng tunay na kondisyon. Ang concentric layout ay nagpapaliit sa haba ng landas ng paghahatid ng lakas, na nagbabawas ng 18% sa mga pagkawala dahil sa inertia tuwing pinapabilis. Dagdag pa, ang mga strategically placed tapered roller bearings ay mas lalong nagbabawas ng rotational friction, na nag-aambag sa 6.7% na pagbaba sa pagkalugi ng enerhiya tuwing ginagamit ang regenerative braking.
Ang paggamit ng mga advanced na lubricants na batay sa thermally stable na sintetikong langis ay maaaring bawasan ang operating temperature ng mga 23 degree Celsius kapag gumagana sa ilalim ng matitinding kondisyon ng mataas na torque. Kapag isinama ng mga tagagawa ang mga cooling channel kasama ang phase change materials sa kanilang disenyo, nakakapagtanggal sila ng humigit-kumulang 41 porsiyento pang dagdag na init kumpara sa karaniwang passive cooling na pamamaraan. Malaki ang naitutulong nito dahil pinipigilan nito ang langis na masira sa mga mahahalagang lugar kung saan lubhang mainit. Dahil dito, ang modernong planetary gearboxes ay nananatiling epektibo sa paligid ng 89 porsiyento kahit habulin ang sustained load na 250 Newton meters. May isa pang benepisyo na hindi gaanong napag-uusapan ngayong mga araw ngunit kasinghalaga rin nito: tumatakbo ang mga ito ng humigit-kumulang 19 porsiyentong mas tahimik kaysa sa tradisyonal na helical gears, na nangangahulugan ng mas kaunting ingay para sa mga manggagawa sa pabrika at sa mga komunidad sa paligid.
Ang planetary gearboxes ay gumagana sa pamamagitan ng paghahati-hati ng torque load sa maraming planet gears imbes na ilagay ang lahat ng presyon sa isang bahagi nang sabay-sabay. Ang disenyo na ito ay nakakatulong upang maiwasan ang pagsusuot at pagkasira, kaya't kayang gampanan nila ang operasyon nang maayos kahit pa ito ay umaabot sa higit sa 250 Newton meters. Karamihan sa mga de-kalidad na modelo ay gawa sa pinatigas na bakal o espesyal na haluang metal na kayang tumagal laban sa mga biglang pagtaas ng torque na nakikita natin kapag mabilis na kumikilos ang mga electric vehicle mula sa starting point. Ang mataas na nilalaman ng carbon sa mga bahaging bakal na ito ang nagbibigay sa kanila ng kamangha-manghang lakas na umaabot sa 1,200 megapascals o higit pa, na nangangahulugan na hindi sila lulubog o masisira sa ilalim ng normal na kondisyon ng paggamit. Ang mga pagsusuri sa tunay na sitwasyon ay nagpakita rin ng isang kahanga-hangang resulta: matapos dumaan sa mahigit sampung libong duty cycles, ang mga sistema ng gearbox na ito ay nananatiling epektibo at may napakaliit na 0.8% lamang na pagbaba sa kahusayan. Ang ganitong uri ng tibay ay naglalagay sa kanila nang malaki sa harap ng tradisyonal na parallel shaft designs, na talo nila ng halos dalawang ikatlo sa mga pagsusuri sa katatagan na isinagawa ng mga tagagawa.
Ang mga planetary gear motor para sa DC system ay nagbibigay-daan upang maayos na matugma ang inersya kapag ang rotor dynamics ay se synchronise sa nangyayari sa mga gulong at axle dahil sa tamang gear ratio. Kapag naganap ang pagtutugma na ito, mayroong halos 39 porsiyentong mas kaunting torsional vibration kumpara sa karaniwang direct drive system, kaya't mas maayos ang akselerasyon ng mga sasakyan mula 0 papuntang 60 mph nang walang mga nakakaabala nitong jerk. Ayon sa field tests, nakukuha ng mga inhinyero ang humigit-kumulang 22 porsiyentong mas mabilis na response time mula sa current loops kapag tama ang pagtutugma. Mahalaga ito dahil nababawasan ang nakakaabala nitong cogging effect at dinadagdagan ang haba ng buhay ng bearings—ayon sa field data, may humigit-kumulang 17 porsiyentong pagpapabuti sa buhay ng bearings sa karaniwang city driving scenario kung saan madalas ang stop-and-go traffic.
Ang planetary system sa DC planetary gear motors ay nagbibigay-daan upang makamit ang mga gear ratio na nasa pagitan ng 3:1 hanggang mahigit pa sa 100:1 kapag pinagsama ang maramihang yugto. Ang ganitong saklaw ay nagbibigay-daan sa mga inhinyero na i-tune nang husto ang pagganap ng mga motor batay sa kanilang pangangailangan. Ang ilang aplikasyon ay nangangailangan ng pinakamataas na lakas sa mababang bilis tulad sa pag-akyat sa burol, samantalang ang iba ay nangangailangan ng mas mahusay na kahusayan sa mga kalsadang may mataas na bilis. Ayon sa pananaliksik na nailathala noong nakaraang taon, ang paggamit ng dalawang yugtong planetary setup ay binabawasan ang pinakamataas na bilis ng motor ng humigit-kumulang 38 porsiyento ngunit nananatiling pareho ang output ng torque. Ibig sabihin, ang mga tagagawa ay nakakapagtayo ng mas maliit at mas magaang motor nang hindi kinukompromiso ang pagganap.
Karamihan sa mga EV ay gumagamit ng single-speed planetary reducers dahil sa kanilang 92–95% na kahusayan at kompaktong disenyo. Gayunpaman, ang pananaliksik sa elektrikong sasakyan para sa komersiyo ay nagpapakita na ang multi-speed system ay maaaring mapataas ang saklaw ng 12–18% sa ilalim ng mabigat na karga. Ang kalakaran dito ay ang kumplikado: ang multi-speed transmission ay nangangailangan ng 23% higit pang mga bahagi ngunit nagbibigay-daan sa mas maliit na motor sa pamamagitan ng pinakamainam na pagbabago ng gear.
Ang mga planetary gearboxes ay gumagana nang maayos sa mga hybrid na sasakyan dahil kayang ipamahagi ang puwersa sa maraming bahagi at kayang tanggapin ang input mula sa tradisyonal na engine at electric motor. Ang mga sistemang ito ay nagpapadulas sa paglipat mula sa gas-powered tungo sa electric operation kumpara sa ibang alternatibo. Sa regenerative braking, karaniwang nakakakuha muli ang mga gearbox na ito ng humigit-kumulang 15 hanggang 22 porsyento ng enerhiya na nawawala kapag humihinto ang sasakyan. May interesanteng natuklasan din ang pananaliksik tungkol sa pinakamahusay na pamamahala ng enerhiya. Kapag in-ayos ng mga inhinyero nang maayos ang gear ratios, ang mga kotse na may planetary gearboxes ay nakakarecover ng halos 9.3 porsyentong mas maraming enerhiya habang nagmamaneho sa trapik sa lungsod na puno ng paghinto at pag-andar, kumpara sa mga sistemang gumagamit lamang ng fixed gear ratios. Dahil dito, lubhang kaakit-akit ang mga ito para sa mga tagagawa na nagnanais mapabuti ang fuel economy nang hindi isinusacrifice ang performance.
Ang mga planetaryong sistema ng gear ay nakakamit ang kanilang kamangha-manghang pagganap dahil sa tatlong pangunahing bahagi na nagtutulungan: mayroon itong sentral na sun gear sa gitna, ilang mas maliit na planet gears na nakakabit sa isang bahagi na tinatawag na carrier, at sa huli ang malaking ring gear na pumapalibot sa lahat. Karamihan sa mga kaso, ang sun gear ang nagsisilbing pinagmulan ng paglipat ng puwersa, na nagpapagalaw sa mga planet gear. Ang mga maliit na gear na ito ay sumasalubong pareho sa sun gear at ring gear nang sabay-sabay, na lumilikha ng isang kamangha-manghang sistema kung saan nahahati ang puwersa sa maraming punto. Ang nagpapabuti sa disenyo na ito ay ang mahusay na paggamit ng espasyo habang patuloy na epektibong naililipat ang puwersa. Ito ang dahilan kung bakit makikita natin ang ganitong planetaryong ayos sa bawat sulok ng modernong mga sasakyang elektriko, lalo na kapag isinasama sa mga DC motor kung saan mahalaga ang bawat pulgada ng espasyo ngunit hindi maaaring ikompromiso ang pinakamataas na kahusayan.
Karamihan sa mga drivetrain ng electric vehicle ay may sun gear na gumagana bilang pangunahing input shaft na nagpapadala ng torque sa mga planet gear. Kapag umiikot ang mga maliit na gear na ito sa paligid ng sun gear at kumakalabit naman sa nakapirming ring gear nang sabay-sabay, lumilikha ito ng maayos na epekto ng pagbabawas ng bilis. Ang nagpapabuti sa istrukturang ito ay ang pagkakaroon ng maramihang ngipin na kumakalabit nang sabay. Ito ay nagpapakalat ng distribusyon ng lakas nang pantay-pantay sa buong sistema, na nangangahulugan ng mas mahusay na kakayahan sa pagharap sa beban at mas kaunting pagsusuot sa mga bahagi sa paglipas ng panahon. Para sa mga sasakyan na dumadaan sa maraming siklo, tulad ng taxi o delivery van, napakahalaga ng uri ng paglaban sa pagsusuot na ito sa mahabang panahon.
Ang maramihang planetang mga gear ay bahagyang nagbabalanse ng torque sa buong sistema, na nagbibigay-daan sa mga planetary gearbox na mapanatili ang 33% mas mataas na patuloy na karga kaysa sa karaniwang spur gear system. Ang awtomatikong pagkakaiba-iba ng karga ay nagsisiguro ng katatagan sa ilalim ng hindi pare-parehong tensyon dulot ng mabilis na pag-accelerate at regenerative braking, na ginagawing partikular na matibay ang disenyo ng planetary sa mahihirap na kapaligiran ng EV.
Tumutukoy ang torque density sa dami ng torque na kayang dalhin ng isang gearbox kaugnay sa laki nito. Nag-aalok ang planetary gearboxes ng mataas na torque density dahil ipinamamahagi nila ang karga sa maraming gear, na nagpapataas ng kahusayan at binabawasan ang pagsusuot.
Pinapabuti ng planetary gears ang EV powertrains sa pamamagitan ng kompakto ng disenyo at mataas na torque density, na nagbibigay-daan sa mas magaang drivetrains at epektibong pamamahala ng lakas. Nakakatulong din sila sa pagpapanatili ng mataas na kahusayan sa iba't ibang bilis, na mahalaga para sa stop-and-go na pagmamaneho sa lungsod.
Oo, ang planetary gearboxes ay angkop para sa mga hybrid na sasakyan dahil kayang pamahalaan nito ang distribusyon ng karga at magbigay ng maayos na transisyon sa pagitan ng tradisyonal at elektrikong mapagkukunan ng kuryente, kaya mainam din ito para sa mga regenerative braking system.
Humigit-kumulang 19% na mas tahimik ang planetary gearboxes kaysa sa tradisyonal na helical gears, na nakatutulong sa pagbawas ng polusyon dulot ng ingay para sa mga manggagawa sa industriya at sa paligid na komunidad.
Balitang MainitKarapatan sa Pagmamay-ari © 2025 ni Changwei Transmission (Jiangsu) Co., Ltd — Patakaran sa Pagkapribado
EN
