Обзор работы трансмиссии Chevrolet volt 2016

Было много дискуссий о трансмиссии Gen 2 Volt, ее различных режимах и о том, как она работает. После тщательного изучения аппаратного обеспечения, обзора Volt и некоторых патентных заявок GM ниже рассматривается, как может работать эта новая коробка передач.
fiigg.png


Во-первых, на сайте Michelin отмечается, что шины установленные на Gen 2 Volt вращаются со скоростью 815 оборотов в милю. Таким образом, при проектной скорости 98 миль / ч шины Volt вращаются со скоростью ~ 1330 об / мин. Считается, что Gen 2 Volt может использовать уменьшение 5,05: 1 в последней передаче, и при подсчете зубьев звездочек для цепного привода рассчитанное передаточное число составляет 0,833. Поэтому, используя эти цифры, расчетная скорость большой (ведущей) звездочки составляет 5600 об / мин. Это соответствует скорости проектирования для ICE.
Исходя из наблюдения, считается, что эта трансмиссия имеет два (2) концентрических вала, внутренний вал и внешний вал. Эти два вала помогают обеспечить независимые рабочие условия (режимы), и оба могут нести крутящий момент.


Краткое описание:

Трансмиссия Gen 2 Volt состоит из двух электродвигателей(MGA/MGB) с постоянными магнитами, двух концентрических валов, одного планетарного редуктора и пяти сцеплений. Входящий крутящий момент также может быть использован ДВС. Коробка передач имеет пять режимов работы, которые подают крутящий момент на большую звездочку. Эта звездочка через цепной привод обеспечивает крутящий момент на ведущей передаче Volt.


Сцепления:
1) Сцепление 1; Действует как тормоз для блокировки зубчатой передачи к корпусу или для ее вращения
2) Сцепление 2; Подключает / отключает MGA к / от внутреннего вала
3) Сцепление 3; Подключается / отключается IS к / от ICE
4) Сцепление 4; Соединяет / отсоединяет внутренний вал от / от внешнего вала
5) Сцепление 5; Собачья муфта, подключает / отключает MGA к зубчатой передаче


fig1a.png


Для начала см. Чертеж GM для двигателей с постоянными магнитами (PM).
Fig1.jpg


Обратите внимание, на основные компоненты этих двигателей с постоянными магнитами:
1) Ламинированный стальной сердечник статора
2) Брусок намотанный провод
3) Роторная втулка
4) Ламинированный стальной сердечник ротора
5) Магниты


Теперь давайте посмотрим на двигатель SAE
Смотрите фото SAE


Теперь посмотрите на эту фотографию с пометкой, рис. 2, ниже.
fig2.png


Посмотрев на внешний диаметр, вы увидите четыре (4) сегмента сердечника статора из ламинированной стали. Кажется, что этот сердечник статора имеет четыре (4) болта с наружным диаметром для удержания статора в картере коробки передач. Также можно увидеть проволочные намотки стержня, которые собраны в многослойный стальной сердечник статора. Этот узел статора находится в рабочем состоянии и поэтому крепится болтами к корпусу коробки передач.
Прямо внутри статора в сборе находится кольцо алюминиевого цвета (в форме пончика). Это многослойный стальной сердечник ротора со встроенными магнитами. Хотя этот сердечник ротора создает противоположные магнитные силы, которые приводят двигатель в движение, необходимо поддерживать опору в форме пончика, чтобы он вращался внутри узла статора с близкими зазорами без какого-либо вмешательства. Следовательно, требуется втулка ротора.
В этом двигателе с постоянными магнитами ступица ротора изготовлена из стальной отливки, которая впоследствии подвергается механической обработке до формы, показанной на фотографии. Обратите внимание на шероховатые поверхности на наружном диаметре и на других поверхностях. Это необработанная литейная поверхность (где расплавленный металл контактировал с песком в кристаллизаторе). Гладкие поверхности - то, где отливка была обработана до требуемых размеров.
Обратите внимание, что ступица ротора имеет внутреннюю секцию, которая содержит шариковый подшипник, затем восемь (8) спиц прикрепляют эту внутреннюю секцию к внешней секции (обратите внимание, что эти спицы имеют шероховатую литейную поверхность). Эта внешняя часть выглядит обработанной так, чтобы она плотно прилегала к сердечнику ротора. Обрабатывается внутренний диаметр ступицы ротора, а также верхняя поверхность ступицы ротора. Считается, что шарикоподшипник, который поддерживает ступицу ротора, устанавливается поверх внутреннего вала.
После проверки выреза в трансмиссии (рис. 3 ниже или фото SAE) можно определить, что это двигатель с постоянными магнитами MGA или двигатель меньшего размера (двигатель слева при взгляде на вырезы). На рис. 2, глядя на втулку ротора для этого двигателя, мы видим восемь (8) резьбовых отверстий в ступице на восьми (8) выступах по периферии. Болты используются для крепления к конической части от этой ступицы (см. Рис. 3). Один из болтов показан в верхней части выреза, соединяющего ступицу с конической частью. MGA, кажется, собран на внутреннем валу, но вращается свободно. Когда MGA активирован, сердечник ротора, ступица ротора и коническая часть вращаются. Это свободное вращение может обеспечить более плавные переключения режимов, поскольку, когда требуется MGA, его скорость может быть синхронизирована с соответствующими компонентами трансмиссии до закрытия сцепления.
Fig3.jpg


Снова, глядя на рис. 2, слева от ступицы (на лицевой стороне), вы заметите несколько отверстий и две отметки сверления, где было начато отверстие (конические отверстия не очень глубокие). Эти отверстия, вероятно, расположены в ступице для обеспечения балансировки узла ротора MGA (удаляется избыточный вес и дисбаланс).
Кроме того, вдоль внутреннего диаметра (ID) лицевой стороны вы можете видеть восемь (8) просверленных отверстий чуть выше каждой спицы. Компоненты внешнего сцепления MGA закреплены в этой области.
Также в нижней части двигателя MGA находится устройство цилиндрической формы. Считается, что он вращается с MGA. Это может действовать как поршень, который можно перемещать в осевом направлении. Я назову это поршневым кольцом. Этот компонент может использовать собачью муфту.
Итак, давайте рассмотрим вырез и посмотрим, как этот мотор (MGA) вписывается в корпус (см. Рис. 3). Область, выделенная синим цветом, иллюстрирует оборудование, которое вращается вместе с MGA. В правой части область выделенной синим цветом мы можем видеть более темную шероховатую поверхность стального литья. Мы видим два блестящих прямоугольника на этой отливке. На самом деле это две спицы, которые были обработаны, чтобы обеспечить этот вид в разрезе.
Над этой синей секцией мы видим сердечник статора и проволоку, намотанную на стержень. Это стационарная секция статора. Прямо под этим, внутри синей штриховки, мы видим основной квадратный участок металла. Это сердечник ротора (магнитная часть ротора). Прямо под сердечником ротора мы видим внешнюю часть ступицы ротора, а слева мы видим одну из восьми выступов, в которой имеется просверленное отверстие. На этом разрезе показан один из болтов, который соединяет ступицу ротора с коническим сечением.
Прямо под левой стороной ступицы ротора мы видим ряд тонких пластин и более толстых пластин. Это скорее всего механизм сцепления. Колесо сцепления MGA расположено в этой области и, как полагают, используется для соединения MGA с внутренним валом через это сцепление, которое я называю сцеплением 2.
Основной приводной двигатель, MGB, имеет конструкцию, аналогичную MGA. Этот более крупный двигатель и его вращающиеся компоненты выделены красным на рис. 3. Как и в случае с MGA, MGB имеет четырехслойный стальной сердечник из четырех секций, только каждая из которых толще, чем у MGA. Секция статора также включает в себя намотанную проволоку. Чуть ниже секции статора (внутри красной подсветки) находится прямоугольный сердечник ротора (магнитная секция). Ниже находится внешняя часть ступицы ротора. Опять же, мы можем видеть внутреннюю часть ступицы ротора (отливка из темного песка с блестящими пятнами, где спицы были обработаны для этого вида в разрезе).
Слева от MGB мы видим некоторые части набора планетарной передачи (PG). Считается, что MGB управляет этим набором PG, и что солнечная шестерня расположена непосредственно под планетарной шестерней. Солнечная шестерня крепится к внешнему валу через шлицевое соединение (см. Рис. 4). Кольцевое зубчатое колесо показано чуть выше планетарных зубчатых колес и имеет прикрепленный к нему механизм сцепления (сцепление 1). Узел зубчатого венца (выделен зеленым цветом) включает зубчатый венец, а также пластину слева от него. Это может вращаться как одна сборка, но не связано с несущей шестерней.
Fig4.jpg


Слева от узла зубчатого венца есть небольшой зазор, а затем устройство, выделенное фиолетовым цветом. Предполагается, что это поршневое устройство, которое является частью MGA, поршня зубчатого венца. Предполагается, что как на поршне зубчатого венца, так и на пластине зубчатого венца имеются зубцы, которые включают в себя муфту.
Тот, кто ведет большую звездочку, управляет движением Вольта. Таким образом, цель состоит в том, чтобы повернуть внешний вал, который соединен с большой звездочкой (рис. 4). Большая звездочка приварена или иным образом соединена с валом, который вы видите (внешний вал). На виде выреза (рис. 3) внешний вал проходит по центральной линии кожуха, а большая звездочка находится с правой стороны выреза под цепью. Внутренний вал вращается внутри этого внешнего вала.
Считается, что солнечная шестерня комплекта PG прикреплена на конце внешнего вала к шлицевому соединению, как указано в обозначенной красной области,. Эта шестерня находится прямо под планетарной шестерней и кольцевой шестерней. Когда солнечная шестерня вращается, внешний вал вращается и Вольт движется. Также в середине этого внешнего вала находится гладкая обработанная поверхность. Считается, что подшипник ступицы колеса MGB подходит к этой поверхности. Таким образом, есть одна видимая точка на этом внешнем валу (слева от большой звездочки), где крутящий момент может быть приложен напрямую, и это солнечная шестерня.
Предполагается также, что внутренний вал проходит внутри внешнего вала и проходит прямо за большую звездочку и может быть соединен с ДВС с помощью механизма сцепления.

2016-chevrolet-volt_100501813_l.jpg


Итак, давайте рассмотрим 5 режимов работы этой передачи.

Режим 1, основной режим EV

В этом режиме Вольт электрически управляется MGB. Муфта 1 закрыта, а все остальные муфты открыты. Масло под высоким давлением подается в полость между поршнем зубчатого венца (фиолетовым цветом) и узлом зубчатого венца (зеленым цветом). Это удерживает поршень от контакта с кольцевым редуктором и закрывает сцепление 1 (тормоз) для зубчатого венца (зубчатое колесо неподвижно). Когда MGB вращается, он поворачивает носитель, который поворачивает солнечную шестерню и, следовательно, внешний вал. Большая звездочка прикреплена к внешнему валу, поэтому Вольт движется.
f1.png


Режим 2, режим EV, переменная скорость
В этом режиме Вольт электрически управляется MGB и MGA с переменной скоростью. Муфты 3 и 4 открыты. Вольт управляется MGB, однако органы управления сигнализируют, что режим с переменной скоростью более эффективен. Масло под высоким давлением сбрасывается из полости между поршнем зубчатого венца (фиолетовым цветом) и узлом зубчатого венца (зеленым), который размыкает сцепление (тормоз) для зубчатого венца (теперь зубчатое колесо свободно вращается). Масло под высоким давлением подается к источнику на внутреннем валу (выделено фиолетовым цветом), который толкает поршень зубчатого венца вправо, соприкасаясь с узлом зубчатого венца (теперь кулачковая муфта, муфта 5, закрывается. Кроме того, муфта 2 закрывается. MGB вращается, чтобы управлять Вольт, однако, его скорость уменьшается, поскольку скорость зубчатого венца (теперь приводимого в движение MGA) увеличивается в скорости.
f2.png


Режим 3, двухмоторный режим EV
Этот режим аналогичен настройке в режиме 1, однако масло под высоким давлением подается в полость слева от колеса сцепления MGA (сцепление 2). Это позволяет MGA управлять внутренним валом. Муфта, соединяющая внутренний вал с внешним валом (муфта 4), закрыта. Таким образом, и MGA, и MGB подают крутящий момент на внешний вал и, в конечном итоге, на большую звездочку.
f3.png


Режим 4, режим CS, расположение серии
Этот режим аналогичен настройке в режиме 1, однако сцепление 3 между внутренним валом и ДВС включено. Также включена муфта 2, соединяющая MGA с внутренним валом. Теперь MGB по-прежнему управляет напряжением, но ICE подключен к MGA, который действует как генератор. Поскольку внутренний вал и внешний вал не соединены, напряжение может быть в состоянии покоя (MGB при 0 об / мин), но MGA может свободно вращаться с любой скоростью, необходимой для подачи электроэнергии в систему. (Если вы находитесь на светофоре, но включаете горный режим, этот режим заряжает аккумулятор).
f4.png


Режим 5, режим CS, параллельное расположение
Этот режим аналогичен настройке в режиме 1, однако сцепление между внешним валом и внутренним валом (сцепление 4) включено. Муфта между MGA и внутренним валом (муфта 2) размыкается. Теперь MGB и ICE возбуждают вольт, но иногда MGB может действовать как генератор. Поскольку ICE будет в основном соответствовать скорости большой звездочки, этот режим может не работать ниже ~ 20 миль в час (1120 об / мин на ICE).
f5.png


Давайте посмотрим, видео о работе трансмиссии Chevrolet Volt 2016.



Обратите внимание, что за короткое время в этом видео содержится много информации, поэтому вам может потребоваться нажать паузу и перезапустить видео несколько раз, чтобы увидеть все детали.

Первая часть видео содержит обзор системы и взгляд на батарею.

На 1:26минуте вы можете увидеть MGA слева (внутри картера коробки передач) и коническую часть (алюминиевого цвета), прикрепленную болтами к ступице двигателя. Мы также можем увидеть 4 ламинированных стальных кольца статора и проволочную намотку прутка.

На 1:32минуте в видео MGA удален, но в фантомном виде мы можем видеть внутренний вал. Он имеет большой диаметр на конце и меньший диаметр при приближении к MG На 1:37минуте видео показывает левую сторону MGB, а также солнечную шестерню, которая прикреплена к внешнему валу.

На 1:38минуте добавляется планетарный редуктор, а также устройство слева от планетарного редуктора. Предполагается, что это устройство является муфтой, которая соединяет внутренний вал с внешним валом. Обратите внимание, что по мере вращения держателя (управляемого MGB) звездочка / цепь также приводятся в движение. Это может быть режим 1, где MGB самостоятельно управляет звездочкой.

На 1:41минуте у нас есть и MGA, и MGB, ведущие звездочку (однако цепь, кажется, движется в неправильном направлении). Через несколько секунд (1:46) мы можем увидеть систему в фантомном виде. Мы видим, что внешний вал (хромированного цвета ближе всего к звездочке) вращается по часовой стрелке от этого вида. Кроме того, при внимательном рассмотрении мы также видим, что внутренний вал (фантомного цвета) также вращается в том же направлении и с той же скоростью. Это режим 3 из обсуждения или расширенная работа с двумя двигателями. Муфта, прикрепляющая внутренний вал к внешнему валу, включена.

На 1:56минуте мы видим систему соединения с ДВС. Пружины внутри этой ступицы выглядят как механизм сцепления. Это подключает / отключает ДВС к передаче. Я считаю, что это соединение только с внутренним валом. Если вы посмотрите на некоторые из этих видов, вы увидите, что внутренний вал проходит прямо за MGB.


Таким образом, мы имеем работу 5-режимной передачи.