Re: [情報] VW 展示了電動車用1速變速箱APP310

作者: chandler0227 (錢德勒)   2020-03-02 10:31:16
※ 引述《Scape (缺鈣缺很大)》之銘言:
: 來源:
: https://insideevs.com/news/400900/vw-1-speed-gearbox-meb/
: https://i.imgur.com/3wJwjIm.jpg
: https://i.imgur.com/jj8hETO.jpg
: VW 前幾天展示了這顆要用在MEB 電動車平台上的一速變速箱APP310
: 根據介紹,VW 為了縮小變速箱的體積所以採用了兩個齒輪來代替了一個大齒輪
不是採用兩個齒輪,是採用"二階設計"
cog丟google翻譯會得到"齒輪"的意思,但實際是指一對齒輪接觸的"齒"
To save space, the gearbox has a two-stage design with two smaller cogs
instead of one big one.
二階設計有3個軸,輸出/輸入軸和中間軸
https://i.imgur.com/UhTaWXw.jpg
https://i.imgur.com/neULOhj.png
另外
小齒輪(驅動)通常叫drive pinion
大齒輪(從動)通常叫driven gear
: 而這顆變速箱的齒比為10:1
: 預計是要搭配150 kW(310 Nm)的馬達來做為MEB 電動車平台的動力單元使用
: 這顆馬達將會在時速約160 km/h 下達到最大轉速16000 rpm
EV的終傳比會抓在10~15左右,但很少有剛好整數的例子
EV齒輪箱減速比只要在4或5以上會採用二階傳動配
若採一階減速,驅動齒輪和從動齒輪直徑差異過大,加上齒輪有體積最小限制,會導致
(1) 大小齒輪體積懸殊,大齒輪的體積會非常龐大,重量非常驚人
(2) 小齒輪磨耗迅速 => 使用壽命降低
以ID3為例
馬達輸出端:16000 rpm
輪端: 1356rpm (時速160 km/h,輪胎外徑 64cm)
需要的減速比約11.8,這11.8包含二階減速加上差速器減速比
設計上驅動齒輪和從動齒輪齒數盡量不要有公因數,避免固定幾齒間互相磨耗
(ex: 驅動齒輪23齒,從動齒輪61齒)
利用MITCalc計算齒輪受力
https://i.imgur.com/BCOky4r.jpg
: 倒車時也只需要馬達反轉即可
: 另外因為電動車很安靜,一點點突然的噪音都會被聽的很清楚
: VW 還特意強調這顆變速箱是以高精度製造來減少噪音
齒輪嚙合噪音絕對不只有高精度製造這麼簡單啦
(相關文獻關鍵字:gear meshing, noise)
1. 大山政一,石川昌一, "トラブルのない歯車", 1974
探討影響齒輪噪音因素,設計、製造、使用及裝配分別占35%、30%、20%、15%
2. Donald R. Houser, "Comparison of Transmission Error Predictions With
Noise Measurements for Several Spur and Helical Gears", 1991
定負載和定轉速噪音
(1) 最高接觸比的漸開線螺旋齒輪噪音值最低
(2) 非漸開線的傳統正齒輪噪音值通常最高
https://i.imgur.com/HmIqtz5.jpg
3. M. Åkerblom and M. Pärssinen, "A Study of Gear Noise and Vibration", 2002
(1) 表面加工度較粗糙的齒輪噪音約增加1~2分貝 (特別在低扭矩時)
(2) 較寬、重合度(overlap ratio)為1.8的齒輪,減少約5分貝的噪音
(3) 增加lead crowning會增加1分貝噪音值;減少lead crowning會減少1~3分貝
4. Mats Henriksson,"On noise generation and dynamic transmission error of
gears, 2009
摩擦力與瞬間衝擊力對噪音影響較大
由AGMA改良Katos的噪音預測經驗公式:
https://i.imgur.com/aU9gDdw.jpg
跟螺旋角、傳動比、傳遞功率、橫向接觸比、速度係數、節距切線速度
以及靜態偏轉(static deflection)標準化後的振動位移大小等參數
皆與噪音有關
然後講講接觸比好了
接觸比(transverse contact ratio)
= 橫向接觸比(transverse contact ratio) + 重合度 (overlap ratio)
接觸比越大齒輪運轉越平穩
馬達比引擎轉速高,所以相對齒輪嚙合的NVH高
採用螺旋齒輪設計目的是為了增加接觸比,降低嚙合振動/噪音
(螺旋齒輪在軸方向有重合度,正齒輪則無)
缺點是產生軸向推力,對軸承造成負擔(壽命降低)
一般平行軸傳動的齒輪傳動效率很高
https://i.imgur.com/MCIerIA.jpg
: PS:
: 做為對比,下圖是Model 3 的變速箱,齒比為9.34:1
: https://i.imgur.com/pEqEItk.jpg
Model 3 gearbox
https://i.imgur.com/VcUiChy.png
黑色那塊是擋板,齒輪箱油會靠齒輪轉動時波濺潤滑,不需額外的油泵
幾個齒輪箱的Concept
1. BorgWarner Drivetrain Systems eGearDrive
https://i.imgur.com/OepgBnZ.jpg
(1) 高傳動效率(97%)
(2) 低NVH (接觸比>4)
(3) 擺放不同角度(10~90度)
(4) 適應性設計不同傳動比 (6.54, 7.17, 8.00, 8.28, 8.76, 9.07)
2. ZF EVD1
https://i.imgur.com/Ja9C2td.jpg
https://i.imgur.com/DHQb6aQ.jpg
二機合一(馬達&減速傳動箱),同樣採二階減速,其中第一階用行星齒輪
3. Haldex DrivePacEV80
https://i.imgur.com/gH70eJE.jpg
https://i.imgur.com/rkCOJgw.png
同樣二機合一,第一階減速(行星齒輪)和差速器做在轉子內部
以上~
至於怎麼在設計階段計算振動或噪音又是另一回事了
作者: MartyFriedma (Marty Friedman)   2020-03-02 10:39:00
齒輪系4ni?
作者: nnz938 (阿祥)   2020-03-02 10:40:00
完全看不懂感覺很厲害
作者: rush007 (Buzzer-Beater)   2020-03-02 10:40:00
推好文你是不是住巷子裡的
作者: wellkom (wellkom)   2020-03-02 10:51:00
嗯嗯我也正想這樣提醒他
作者: Scape (non)   2020-03-02 10:58:00
推分享 原來VW文中寫的是這意思,難怪後來看別篇文有提到二階設計。
作者: KBchen (天空浪漫)   2020-03-02 11:01:00
感謝
作者: asdhse (10-10-10)   2020-03-02 11:09:00
感謝分享
作者: eipduolc (松尾健太)   2020-03-02 11:11:00
嗯嗯跟我想的一樣
作者: lay10521 (小伊達)   2020-03-02 11:33:00
跟我想的差不多
作者: edwardhsu (年紀小不懂事)   2020-03-02 11:40:00
先推不然會被人家笑看不懂
作者: jax2013 (米米克)   2020-03-02 11:41:00
快推 不然別人以為我看不懂
作者: c90195h (阿呆)   2020-03-02 11:56:00
黑色擋板也有可能是減少攪拌損失 噴濺潤滑的話應該不用包那麼大片
作者: ccc101419 (還是養狗吧)   2020-03-02 12:04:00
完全看不懂推
作者: darktasi (桃園達克大叔)   2020-03-02 12:06:00
齒輪系的出來說話了
作者: TClover   2020-03-02 12:16:00
其實跟我想的差不多~
作者: boa255451 (Duke)   2020-03-02 12:30:00
有神快推
作者: showingstar (showingstar)   2020-03-02 12:40:00
專業度十足
作者: GohHiong (風中吃西瓜)   2020-03-02 12:40:00
作者: ciswww (Farewell)   2020-03-02 12:43:00
裝熟推
作者: dkramses   2020-03-02 12:59:00
看不懂推
作者: atbhao05 (mxhao)   2020-03-02 13:02:00
嗯嗯 我也這麼想 只是一直沒時間發文
作者: ray6031515 (RAY#13)   2020-03-02 13:17:00
先推 但我還是看不懂
作者: DSB520 (Yankees and Sox)   2020-03-02 13:20:00
哇噻 拜
作者: a0925140 (ylft)   2020-03-02 13:46:00
推認真
作者: a8971882 (阿懶)   2020-03-02 13:54:00
閱 不留言怕別人說你看不懂
作者: lighter7322 (萊特打火機)   2020-03-02 14:24:00
跟我想的一樣
作者: ai030821 (Brian)   2020-03-02 14:32:00
推分享
作者: david54001 (阿佐)   2020-03-02 14:45:00
假裝看懂推
作者: xhung (xhung)   2020-03-02 14:58:00
太專業了 orz
作者: shuan1021 (ShuanL)   2020-03-02 15:55:00
很專業但我看不懂
作者: atlaswhz (王仔)   2020-03-02 17:06:00
我大機械要出頭天啦!
作者: h880354 (Han)   2020-03-02 17:30:00
用心推了
作者: jianliung (Do ....Loop Until OOXX)   2020-03-02 18:53:00
先推再看
作者: bluemkevin (WHO WHO)   2020-03-02 19:10:00
看不懂
作者: SRJ (A_A)   2020-03-02 19:47:00
太專業了 推
作者: nk950357 (nk950357)   2020-03-02 20:50:00
先推 免得樓下說我看不懂
作者: hclstarkid (=你看不到我=)   2020-03-02 20:58:00
太專業了 不想懂
作者: nnnnnnn (快樂最重要XD)   2020-03-02 22:11:00
對就是這樣神車vw
作者: lucky945 (液友)   2020-03-02 22:23:00
長知識
作者: kkk003 (海寒)   2020-03-02 22:47:00
作者: madaoraifu (沒有反應,就是個Madao。)   2020-03-02 23:15:00
快推,免得別人以為我看得懂
作者: HanMo (HanMo)   2020-03-03 17:37:00
你齒輪系?
作者: uwmtsa (補刀)   2020-03-04 05:56:00
嗯嗯跟我想的都一樣

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