Przekładnia planetarna jest precyzyjną przekładnią stosowaną w samochodach i innych maszynach. Dowiedz się więcej o jej zastosowaniu i zasadzie działania.
Przekładnia planetarna (inaczej przekładnia obiegowa) jest urządzeniem służącym do zmiany prędkości ruchu obrotowego przekazywanego z silnika na koła napędowe. To tak zwana skrzynia e-CVT, która ma swoich zwolenników, ale i przeciwników. Jak działa to rozwiązanie?
Budowa i zasada działania przekładni planetarnej
Przekładnia planetarna, która zalicza się do przekładni obiegowych, składa się z trzech podstawowych elementów: koła słonecznego, satelitów i koła koronowego. Koło słoneczne jest zamocowane na stałe na wałku napędowym i zazębione z satelitami, które obracają się wokół niego, jednocześnie obracając się wokół własnej osi. Satelity są rozmieszczone w równych odstępach na specjalnym koszyku, który łączy je w całość i może być również napędzany lub hamowany. Koło koronowe jest największym elementem przekładni, ma uzębienie wewnętrzne i otacza satelity. Może być ono zamocowane na stałe lub obracać się swobodnie.
Na czym polega przekładnia planetarna?
W zależności od tego, który element przekładni jest napędzany, a który zatrzymany, uzyskujemy różne przełożenia i kierunki obrotu. Na przykład, jeśli koło słoneczne jest napędzane, a koło koronowe zatrzymane, to koszyk z satelitami obraca się w tym samym kierunku, co koło słoneczne, ale z większą prędkością. Jeśli natomiast koło słoneczne jest zatrzymane, a koło koronowe napędzane, to koszyk z satelitami obraca się w przeciwnym kierunku, niż koło koronowe, ale z mniejszą prędkością. Możliwe są również inne kombinacje, które dają różne efekty.
W zależności od liczby i rozmiaru elementów, przekładnie planetarne mogą mieć różne kształty i wymiary. Mogą być również łączone w zespoły, tworząc bardziej skomplikowane i wydajne układy. Przekładnie planetarne są zazwyczaj wykonane z metalu, takiego jak stal, żeliwo czy aluminium, ale mogą być również zrobione z tworzyw sztucznych lub kompozytów.
Gdzie jest stosowana przekładnia planetarna?
Precyzyjna przekładnia planetarna jest bardzo popularna i obecna w wielu urządzeniach i maszynach, zarówno tych codziennych, jak i tych specjalistycznych. Jednym z najprostszych przykładów jest rower miejski z biegami, który ma przekładnię planetarną w tylnej piaście. Przekładnie planetarne są również stosowane w przemyśle, przy budowie maszyn i urządzeń, takich jak turbiny, silniki elektryczne, wiertarki, młyny, prasy, czy roboty. W gospodarstwie domowym można je znaleźć w sprzętach AGD, takich jak blender, robot kuchenny, czy pralka.
W motoryzacji przekładnia planetarna jest często wykorzystywana w automatycznych lub półautomatycznych skrzyniach biegów, które dzięki niej mogą zmieniać przełożenia płynnie i szybko. Przekładnie planetarne są również stosowane w napędach hybrydowych, które łączą silnik spalinowy z silnikiem elektrycznym. W takim przypadku przekładnia planetarna pełni rolę sprzęgła, które rozdziela lub łączy napęd z obu silników.
Co to jest przekładnia planetarna w samochodzie?
Przekładnia planetarna w samochodzie jest częścią skrzyni biegów lub napędu hybrydowego, która służy do zmiany prędkości ruchu obrotowego przekazywanego z silnika na koła napędowe. Przekładnia planetarna w samochodzie pozwala na płynne i szybkie zmiany przełożeń, bez konieczności używania sprzęgła lub dźwigni. Przekładnia planetarna w samochodzie może być sterowana elektronicznie lub hydraulicznie, w zależności od rodzaju skrzyni biegów.
W automatycznej skrzyni biegów przekładnia planetarna jest połączona z hydraulicznym układem sterowania, który za pomocą elektrozaworów i sprzęgieł hamuje lub napędza poszczególne elementy przekładni, uzyskując różne przełożenia. W półautomatycznej skrzyni biegów przekładnia planetarna jest połączona z elektronicznym układem sterowania, który za pomocą siłowników i elektromagnesów zmienia przełożenia, reagując na sygnały z czujników lub bezpośrednio od kierowcy.
W napędzie hybrydowym przekładnia planetarna pełni rolę sprzęgła, które rozdziela lub łączy napęd z silnika spalinowego i silnika elektrycznego. Przekładnia planetarna w napędzie hybrydowym pozwala na optymalne wykorzystanie obu silników, zwiększając oszczędność paliwa i redukując emisję spalin. Przekładnia planetarna w napędzie hybrydowym jest sterowana elektronicznie, w zależności od warunków jazdy i trybu pracy.
Najważniejsze zalety oraz wady przekładni planetarnej
Przekładnie planetarne mają wiele zalet, ale i nie brakuje w nich wad. Do zalet warto zaliczyć m.in.:
- wysoką sprawność i niezawodność;
- kompaktową i lekką konstrukcję;
- dużą zdolność przenoszenia mocy i momentu obrotowego;
- możliwość uzyskiwania różnych przełożeń i trybów pracy;
- łatwość sterowania i regulacji.
Przekładnie planetarne mają również pewne wady, takie jak:
- skomplikowana budowa i montaż;
- większe straty tarcia i hałas niż w prostych przekładniach zębatych;
- konieczność stosowania specjalnych łożysk i smarów;
- wymóg precyzyjnego wyważenia i wyrównania elementów.
Jak działa napęd hybrydowy Toyoty z wykorzystaniem przekładni planetarnej?
Napęd hybrydowy Toyoty jest typem napędu szeregowo-równoległego, czyli może działać wyłącznie w trybie elektrycznym lub używać równocześnie obu silników. Dodatkowo jest układem samoładującym, ponieważ ładowanie akumulatora odbywa się zarówno podczas hamowania, jak i za sprawą przekazywania nadwyżek energii z silnika spalinowego.
Zasada działania napędu hybrydowego Toyoty jest następująca:
- Podczas ruszania, jazdy ze stałą niską prędkością lub hamowania, napęd korzysta głównie z silnika elektrycznego zasilanego akumulatorem i nie zużywa paliwa. Koło słoneczne jest zablokowane, a koło koronowe jest napędzane przez silnik elektryczny.
- Podczas pełnego przyspieszenia lub szybkiej jazdy, głównym źródłem napędu jest silnik spalinowy, a silnik elektryczny jedynie go wspiera. Koło słoneczne jest napędzane przez silnik spalinowy, a koło koronowe przez silnik elektryczny.
- Podczas jazdy ze stałą średnią lub wysoką prędkością, napęd korzysta z obu silników w optymalnym zakresie obrotów. Koło słoneczne jest napędzane przez silnik spalinowy, a koło koronowe jest zablokowane.
Polecamy również:
