Analysis of kinematics and dynamics of the vehicle drive system with a parallel power flow transmission

• Autorzy: Pawelski Z.

Identyfikatory

DOI

http://dx.doi. org/10.14669/AM.VOL71.ART5

Warianty tytułu

PL

Analiza kinematyki i dynamiki układu napędowego z przekładnią z równoległym przepływem mocy

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

A method that makes it possible to analyse a vehicle drive system with a compound parallel power flow transmission even as early as at the project design stage has been presented. The essence of this method lies in determining the values of two characteristic transmission speed ratios i1 and i2 of the compound system at which the power transmitted by the continuously variable transmission (CVT) changes its sign, referred to as “zero-power” speed ratios. These speed ratios determine the power curve in the whole speed ratio regulation range from i1 to i2 and thus, the speed and torque curves at the CVT input and output shafts. Thanks to this, the structure of the compound transmission can be so selected that the loads of individual CVT subassemblies would not exceed the acceptable levels and they would be kept within the predefined limits. As an example, the drive trains of four gearboxes with parallel power flow, possible to be found at present in Poland, were analysed with the use of this method, i.e. the Voith DIWA and Allison EV Drive models and a prototype built at the Lodz University of Technology (TUL), designed for city buses, and the Toyota Prius or Lexus passenger car gearboxes. Moreover, a CVT friction gear and a conventional gearbox were analysed for their properties to be compared with those of the parallel power flow systems.

PL

W artykule przedstawiono metodę pozwalającą przeprowadzić analizę układu napędowego ze złożoną przekładnią z równoległym przepływem mocy, już na etapie projektu. Istotą tej metody jest wyznaczenie wartości dwóch charakterystycznych przełożeń i₁ oraz i₂ układu złożonego, przy których moc przenoszona przez przekładnię bezstopniową zmienia znak, tzw. „moc zerowa”. Przełożenia te określają przebieg mocy w całym zakresie regulacji przełożenia od i₁ do i₂, a tym samym również przebieg prędkości i momentów obrotowych na wejściu i wyjściu z przekładni bezstopniowej. Możliwy jest więc dobór struktury przekładni złożonej tak, aby obciążenia podzespołów przekładni bezstopniowej nie przekraczały wartości dopuszczalnych i były utrzymane w założonych granicach. Przykładowo, posługując się tą metodą przeprowadzono analizę układów napędowych czterech skrzyń z równoległym przepływem mocy, spotykanych obecnie w Polsce i tak: w autobusach miejskich – skrzynia DIWA firmy Voith, E^V Drive firmy Allison, prototyp PŁ oraz w samochodzie osobowym – Toyota-Prius czy Lexus. Ponadto własności układów równoległych uzupełniono analizą rozwiązań z przekładnią cierną CVT jako bezstopniową oraz z konwencjonalną skrzynią biegów.

Słowa kluczowe

EN

automotive transmission; urban traffic; parallel power flow transmission

PL

przekładnia; ruch miejski; przekładnia z równoległym przepływem mocy

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 71, nr 1
• Strony: 87--115
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wz.

Twórcy

autor

Pawelski Z.

• Lodz University of Technology (TUL), Department of Vehicles and Fundamentals of Machine Design, ul. Żeromskiego 116, 90-924 Łódź, Poland

Bibliografia

• [1] Kowalski S. Warunki obciążenia przekładni hydrostatycznej pracującej w układach równoległych. Warsaw University of Technology, Zeszyt Mechanika. 1967; 22.
• [2] Michalak D, Ślaski G. Miejski autobus hybrydowy – aspekt techniczny, ekologiczny i ekonomiczny. Training Conference of the ABRYS Company; 2008; Poznań, Polska.
• [3] Pawelski Z. Napęd hybrydowy dla autobusu miejskiego. Łódź: Lodz University of Technology; 1996: 270 p.
• [4] Pawelski Z. Modelowanie i obliczanie napędu hydrobusu. Łódź: Lodz University of Technology; 2000: 134 p.
• [5] Pawelski Z. Skrzynie automatyczne. Podstawy działania. Łódź: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej; 2010: 204 p.
• [6] Zieliński A. Rozwój konstrukcji samochodów osobowych z hybrydowymi układami napędowymi. Wydawnictwo Salve; 2006.
• [7] Allison Electric Drives [cited 20 Oct 2015]. Available from: http://www.allisontransmission.com/servlet.
• [8] Ayers C W, Hsu J S, Marlino L D, et al. Evaluation of 2004 Toyota Prius Hybrid Electric Drive System. Interim Report. Oak Ridge National Laboratory Report No. ORLL/TM-2004/247 [cited 20 Oct 2015]. Available from: http://www.osti.gov/bridge.
• [9] Voith-DIWA Transmission type D 851 (technical description). Voith L 1992.
• [10] Two-Mode, Compound-Split Electromechanical Vehicular Transmission. US Patent No. 5931757.