Planet dişli kutularının tork yoğunluğu, paralel eksenli tasarımların sunduğundan yaklaşık %46 daha yüksek olabilir ve bunun temel nedeni yükü birkaç planet dişli arasında dağıtmalarıdır. Bu durum, elektrikli araçlar için oldukça verimli hale getirir ve araçların ivmelenmesini artırırken tahrik sistemini yaklaşık %14 ila %22 oranında hafifletir. 2023 yılında güç yoğunluğunu en üst düzeye çıkarma üzerine yapılan bir araştırma ayrıca ilginç bir bulgu ortaya koymuştur. Kompakt planet yapıları, motordan üretilen her bir kilovat başına yaklaşık 8 ile 12 santimetreküp kadar yer kazandırır. Bu çok büyük gibi görünmeyebilir ancak bataryalarla dolu elektrikli araçlar tasarlanırken oldukça önemli bir faktördür.
Yükü paylaşan tasarımına sahip planetar dişliler, tam olarak aynı alanı kaplarken sıradan helis dişli sistemlerine kıyasla yaklaşık %33 daha fazla torka dayanabilir. Üreticiler dişli diş şekilleri ve yatakların yerleştirilmesi konusunda yaratıcı çözümler uyguladığında, bu kompakt 9,5 litrelik muhafazalar içinde yaklaşık 1.650 ila 2.200 Newton metre arasında tork değerlerine ulaşabiliyorlar. Bu durum matematiksel olarak yaklaşık 21,3 Nm/cm³'e denk geliyor. İşin büyük isimlerinden BorgWarner'ı ele alalım mesela. Gerçek testlerle gösterdiler ki; akıllı soğutma sistemleri, motorlar dik yamaçlarda tırmanırken ya da uzun mesafeler boyunca ağır yük taşırken bile güç çıkışını dengede tutabiliyor. Bu tür termal yönetim, zorlu çalışma koşullarında performansın korunmasında büyük fark yaratıyor.
DA düzlemsel dişli motor, çok küçük alanlara, örneğin 120 ile 180 milimetrelik alanlara sığacak şekilde, hızlı dönen fırçasız motorları çok kademeli redüktörlere birleştirir. Bu tür kompakt tasarım, modüler kaykay sistemlerine montajlarını oldukça kolay hale getirir. Geçen yılın sonlarına doğru, yeni elektrikli araçların yaklaşık beşte dördü arka tekerlekleri için bu doğrudan bağlantılı düzlemsel motorları kullanmaya başladı. Üç kademe modelleri söz konusu olduğunda, yaklaşık olarak 18'e 1 ila 34'e 1 arasında dişli oranlarını karşılayabilirler. Şaşırtıcı olan, farklı sıcaklık koşullarında bile %92 ile %94'ün üzerindeki mekanik verimlilik oranlarını koruyarak ne kadar iyi performans gösterdikleridir. Bu tür bir performans, verimli taşıma sistemleri tasarlanırken büyük önem taşır.
Planet dişli sistemlerinin mekanik verimliliği, yükü aynı anda birkaç dişli temas noktasına yaydığından dolayı tipik olarak her kademe için yaklaşık %95 ila %98'e ulaşır. Üreticiler diş şekillerini optimize edip daha iyi malzemeler kullandıklarında, geçen yıl Nature'da yayımlanan araştırmalara göre, geleneksel paralel eksenli dişlilere kıyasla kayma sürtünmesi kayıplarını yaklaşık %21 oranında azaltabilirler. Peki bu elektrikli araçlar için neden bu kadar önemlidir? Çünkü bu DC planet redüktörlü motorlar, geniş bir hız aralığında en yüksek verimlerini koruyabilir. Özellikle gün boyu sık sık hızlanmanın yaşandığı şehir trafiğinde sürekli dur-kalk yapılan otomobiller için bu oldukça önemlidir.
Sabit mıknatıslı motorlara planet redüktörlerin eşleştirilmesi, gerçek dünya koşullarında genel güç aktarma verimliliğini %9,34 oranında artırır. Eşmer yapı, güç iletim yolu uzunluğunu en aza indirerek ivmelenme sırasında atalet kayıplarını %18 oranında azaltır. Stratejik olarak yerleştirilmiş konik rulmanlar ayrıca döner sürtünmeyi azaltarak rejeneratif frenleme sırasında enerji kaybının %6,7 oranında düşmesine katkı sağlar.
İleri derecede yüksek torkta sürekli zorlu koşullar altında çalışırken, termal olarak kararlı sentetik yağlara dayalı gelişmiş yağlayıcılar kullanmak yaklaşık 23 santigrat derece kadar işletme sıcaklığını düşürebilir. Üreticiler tasarımlarına soğutma kanalları ve faz değişimli malzemeleri entegre ettiklerinde, standart pasif soğutma yöntemlerine kıyasla yaklaşık %41 daha fazla ısıyı atmayı başarabiliyorlar. Bu durum, özellikle sıcaklığın çok yükseldiği kritik bölgelerde yağın bozulmasını engellediği için büyük bir fark yaratır. Sonuç olarak modern planetari redüktörler, 250 Newton metrelik sürekli yükleri işlerken bile yaklaşık %89 verimlilikte kalabiliyor. Ayrıca günümüzde pek konuşulmamasına rağmen aynı derecede önemli başka bir fayda da bulunuyor: bu sistemler geleneksel helisel dişlilere göre yaklaşık %19 daha sessiz çalışıyor, bu da fabrika çalışanları ve çevre halkı için daha az gürültü kirliliği anlamına geliyor.
Planet dişli kutuları, tork yükünü tek bir parçaya değil, birkaç gezegen dişli üzerine dağıtarak çalışır. Bu tasarım hilesi, aşınmayı önlemeye yardımcı olur ve böylece 250 Newton metre üzerindeki işlemlerle güvenilir bir şekilde başa çıkabilmelerini sağlar. Kaliteli modellerin çoğu, elektrikli araçlar harekete geçtiğinde karşılaştığımız ani tork sıçramalarına dayanabilen sertleştirilmiş çelikten veya özel alaşımlardan üretilmiştir. Bu çelik parçalardaki yüksek karbon oranı, yaklaşık 1.200 megapaskal veya daha fazlasında inanılmaz mukavemet sağlar ve bu da normal çalışma koşullarında bükülmediklerini ya da kırılmadıklarını gösterir. Gerçek dünya testleri ayrıca oldukça etkileyici bir şey ortaya koymuştur: on binin üzerindeki çalışma döngüsünün ardından bu dişli kutusu sistemleri verimlilikte yalnızca %0,8'lik küçük bir düşüşle performanslarını korumaktadır. Bu tür bir dayanıklılık, üreticiler tarafından yapılan ömür testlerinde geleneksel paralel mil tasarımlarının iki katından fazlasını geride bırakarak onları çok ileriye taşımıştır.
DC sistemler için planet dişli motorlar, rotor dinamiğinin tekerleklerde ve akslarda olanlarla uyum içinde olduğu durumlarda doğru dişli oranları sayesinde eylemsizliği uygun şekilde eşleştirmeyi mümkün kılar. Bu hizalama gerçekleştiğinde, sıradan doğrudan tahrik sistemlerine kıyasla torksal titreşim yaklaşık %39 oranında azalır ve böylece araçlar 0'dan 60 mph'ye sarsıntısız bir şekilde daha düzgün hızlanır. Alan testleri, her şey doğru şekilde eşleştiğinde mühendislerin akım döngülerinden yaklaşık %22 daha hızlı yanıt aldığını göstermektedir. Bu önemli çünkü bu, rahatsız edici cogging (diş etkisi) olayını azaltmanın yanı sıra rulmanların ömrünü de uzatır; özellikle stop-and-go trafiğin yaygın olduğu şehir içi sürüş senaryolarında alan verileri rulman ömründe yaklaşık %17'lik bir iyileşme olduğunu göstermektedir.
DC planetalı dişli motorlardaki planet sistemi, tek aşamalı kullanımda 3:1 oranından başlayarak çoklu aşamalar birlikte kullanıldığında 100:1'in üzerine kadar çıkabilen dişli oranları elde etmeyi mümkün kılar. Bu tür bir aralık, mühendislerin bu motorların performansını kullanım amaçlarına göre hassas şekilde ayarlamalarına olanak tanır. Bazı uygulamalar, yokuş çıkma gibi düşük hızlarda maksimum güç gerektirirken, bazıları otoyollarda daha iyi verimlilik ister. Geçen yıl yayımlanan bir araştırmaya göre, iki aşamalı planet yapılarının kullanılması maksimum motor hızını yaklaşık %38 azaltır ancak tork çıkışını aynı seviyede tutar. Bu, üreticilerin performanstan ödün vermeden daha küçük ve hafif motorlar üretmesini sağlar.
Çoğu EV, %92-95 verimlilikleri ve kompakt yapıları nedeniyle tek hızlı planet dişli kutuları kullanır. Ancak elektrikli ticari araçlar üzerine yapılan araştırmalar, çoklu vites sistemlerinin ağır yükler altında menzili %12-18 artırabileceğini göstermektedir. Bunun bedeli olarak karmaşıklık artar: çoklu vitesli şanzumanlar %23 daha fazla bileşen gerektirir ancak optimize edilmiş vites değiştirme sayesinde motor boyutlarının küçültülmesine olanak tanır.
Planet dişli kutuları, yükleri birden fazla bileşen arasında paylaşabilmeleri ve geleneksel motorlar ile elektrik motorlarından gelen girişleri işleyebilmeleri nedeniyle hibrit araçlarda oldukça iyi çalışır. Bu dişli sistemleri, benzinle çalışan ve elektrikli çalışma modları arasındaki geçişi diğer alternatiflere kıyasla çok daha sorunsuz hale getirir. Rejeneratif frenleme açısından değerlendirildiğinde, bu kutular durma anında normalde kaybolan enerjinin yaklaşık %15 ila %22'sini geri kazanmayı başarır. Enerji yönetimine dair yapılan araştırmalar ayrıca ilginç bir bulgu ortaya koyar. Mühendisler dişli oranlarını doğru şekilde ayarladığında, sabit dişli oranlı sistemlere kıyasla çok sayıda dur-kalk içeren şehir trafiğinde sürüş sırasında planet dişli kutulu araçlar neredeyse %9,3 daha fazla enerji geri kazanabilmektedir. Bu da performanstan ödün vermeden yakıt ekonomisini artırmayı hedefleyen üreticiler için bu sistemi oldukça çekici hale getirir.
Gezegen dişli sistemleri, birlikte çalışan üç ana parça sayesinde etkileyici performanslarını elde eder: merkezdeki güneş dişlisi, bu taşıyıcıya monte edilmiş birkaç küçük gezegen dişlisi ve son olarak her şeyi çevreleyen büyük halka dişli. En yaygın şekilde, güneş dişlisi güç aktarımının başlangıç noktası görevi görür ve gezegen dişlilerini harekete geçirir. Bu küçük dişliler aslında aynı anda hem güneş dişlisine hem de halka dişliye temas ederek kuvvetin birden fazla noktaya dağıldığı bu harika sistemi oluşturur. Bu düzenlemenin en büyük avantajı, oldukça iyi güç iletimi sağlarken aynı zamanda çok az yer kaplamasıdır. Bu yüzden özellikle her santimetre önemli olan ve maksimum verimlilikten ödün verilemeyen DC motorlarla birlikte kullanılan modern elektrikli araçlarda (EV) bu gezegen dişli düzeneklerini her yerde görmekteyiz.
Çoğu elektrikli araç tahrik sisteminde, torku gezegen dişlilere ileten ana giriş mili olarak güneş dişlisi görev yapar. Bu küçük dişliler aynı anda güneş dişlisi etrafında dönerken sabit duran halka dişliyle eşleştiğinde, güzel bir hız düşürme etkisi ortaya çıkar. Bu düzenlemeyi bu kadar iyi yapan şey, birden fazla dişin aynı anda temas etmesidir. Bu durum, gücü sistemin genelinde oldukça dengeli bir şekilde dağıtır ve bu da daha iyi yük taşıma kapasitesi anlamına gelir ve zamanla bileşenlerde daha az aşınma meydana gelir. Taksi veya dağıtım kamyonetleri gibi birçok döngüden geçen araçlar için bu tür aşınma direnci uzun vadede gerçekten önemlidir.
Çoklu planet dişliler, torku sistemin genelinde doğal olarak dengeler ve bu da planet dişli kutularının geleneksel düz dişli sistemlerine kıyasla %33 daha yüksek sürekli yükleri taşımasına olanak tanır. Bu otomatik yük dengelemesi, ani hızlanma ve rejeneratif frenleme nedeniyle ortaya çıkan asimetrik stresler altında dayanıklılığı sağlar ve bu yüzden planet yapılar özellikle zorlu EV ortamlarında oldukça sağlamdır.
Tork yoğunluğu, bir dişli kutusunun boyutuna göre taşıyabileceği tork miktarını ifade eder. Planet dişli kutuları, yükü birden fazla dişli arasında dağıtması nedeniyle yüksek tork yoğunluğu sunar ve bu da verimliliği artırır, aşınmayı azaltır.
Planet dişliler, kompakt tasarımları ve yüksek tork yoğunluğu ile elektrikli araç güç aktarma sistemlerini geliştirerek daha hafif tahrik sistemleri ve verimli güç yönetimi sağlar. Ayrıca çeşitli hızlarda yüksek verimlilik korunmasına yardımcı olur ve bu da şehir içi dur-kalk trafiği için çok önemlidir.
Evet, gezegen dişliler yük dağıtımını yönetebildikleri ve geleneksel ile elektrikli güç kaynakları arasında sorunsuz geçiş sağlayabildikleri için hibrit araçlara uygundur ve aynı zamanda rejeneratif fren sistemleri için de idealdir.
Gezegen dişliler geleneksel helisel dişlilere göre yaklaşık %19 daha sessizdir ve bu da hem endüstriyel çalışanlar hem de çevredeki topluluklar için daha düşük gürültü kirliliği sağlar.
Son HaberlerTelif Hakkı © 2025 Changwei Transmission (Jiangsu) Co., Ltd — Gizlilik Politikası
EN
