Przekładnia planetarna jest precyzyjnym mechanizmem wykorzystywanym w wielu maszynach, ale przede wszystkim w samochodach. W niniejszym artykule dowiesz się, jak działa, z czego się składa i do czego służy przekładnia planetarna stosowana w pojazdach. Poznasz budowę i zasadę działania tego mechanizmu, a także gdzie jeszcze poza motoryzacją można spotkać to rozwiązanie. Przeczytasz również o zaletach i wadach przekładni planetarnych oraz o tym, jak wykorzystano je w napędzie hybrydowym Toyoty.
Budowa i działanie 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.
Rodzaje i budowa przekładni planetarnych
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.
Precyzyjna przekładnia planetarna jest obecna w wielu urządzeniach codziennego użytku, a także w specjalistycznych maszynach przemysłowych.
Czytaj więcej: Blokada na koło: kiedy zakładać i ile kosztuje zdjęcie?
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.
Przekładnia planetarna w napędzie hybrydowym
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.
Zalety i wady przekładni planetarnych
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;
- kon
- konieczność stosowania specjalnych łożysk i smarów;
- wymóg precyzyjnego wyważenia i wyrównania elementów.
Przekładnia planetarna w napędzie hybrydowym
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.
Działanie napędu hybrydowego z przekładnią planetarną
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.
Przekładnię planetarną wykorzystują wszystkie hybrydy Toyoty. Wykazują się one bardzo wysoką trwałością.
Podsumowanie
Przekładnia planetarna jest precyzyjnym i skomplikowanym mechanizmem, który jednak znajduje szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach techniki. Składa się z kół zębatych i satelitów, które w zależności od sposobu napędzania i hamowania poszczególnych elementów pozwalają na uzyskanie różnych przełożeń i kierunków obrotów.
Przekładnie planetarne wykorzystuje się w przemyśle, transporcie i w urządzeniach codziennego użytku. W motoryzacji znalazły one zastosowanie przede wszystkim w automatycznych i hybrydowych skrzyniach biegów. Ich niewątpliwymi zaletami są kompaktowa konstrukcja, wysoka sprawność i precyzja działania.
Artykuł szczegółowo wyjaśnia zasadę funkcjonowania przekładni planetarnych, a także opisuje w jaki sposób zostały one wykorzystane w napędzie hybrydowym Toyoty. Tekst z pewnością pomoże lepiej zrozumieć to skomplikowane, ale niezwykle przydatne rozwiązanie techniczne.
Przekładnie planetarne od wielu lat z powodzeniem sprawdzają się w wymagających zastosowaniach przemysłowych oraz motoryzacyjnych. Mają szereg zalet, choć nie są pozbawione pewnych wad. Ogólnie rzecz biorąc, warto bliżej przyjrzeć się temu ciekawemu i użytecznemu mechanizmowi.
Tagi
Udostępnij
