Osiowe elektryczno-mechaniczne zespoły napędowe do pojazdów

The article applies to the advanced electro-mechanical designs of single axle drivetrain in electric and hybrid cars. In the case of hybrid systems, they are used only in 4x4 systems, in the axle of an additionally engaged drive. The solutions offered by leading companies are not limited to the simple electrical motortransmission unit, but additionally include the possibility of directional propulsion of the vehicle (torque vectoring system function), and sometimes also the gear ratio shift. The article analyzes the drivetrain in detail, which includes an electric drive motor and transmission drive, as well as an additional electric motor with gears to control the operation of the helical differential. The kinematics analysis of this complex system was carried out, in which by forcing the appropriate rotational movement of the differentials satellites, the direction of the car is influenced. Also discussed is a complex drive mechanism that provides an additional function of directional propulsion through a very unique and simplified transmission system and a solution without a differential mechanism, but with the preserved function of influencing the direction of drive through the use of friction clutches. The described assemblies were evaluated and compared with each other and in relation to systems in which each wheel of the axle is driven by a separate motor. In the final part, an attempt was made to indicate the directions of further developments of such systems.

Artykuł dotyczy zaawansowanych konstrukcji elektryczno-mechanicznych zespołów napędzania kół jednej osi w samochodach elektrycznych i hybrydowych. W przypadku systemów hybrydowych stosuje się je tylko w układach 4x4, w osi o dodatkowo dołączanym napędzie. Propozycje rozwiązań czołowych firm nie ograniczają się tylko do prostego zespołu elektryczny silnik-przekładnia, ale dodatkowo obejmują możliwość kierunkowego napędzania pojazdu (funkcja systemu torque vectoring), a czasem również zmianę przełożenia. W artykule poddano pogłębionej analizie zespół napędowy, który zawiera elektryczny silnik napędowy i przekładnię przeniesienia napędu oraz dodatkowy silnik elektryczny wraz z przekładniami do sterowania działaniem walcowego mechanizmu różnicowego. Przeprowadzono analizę kinematyki tego złożonego układu, w którym przez wymuszanie odpowiedniego ruchu obrotowego satelitów mechanizmu różnicowego oddziałuje się na kierunek jazdy samochodu. Omówiono również zespolony mechanizm napędowy realizujący dodatkową funkcję kierunkowego napędzania poprzez bardzo oryginalny i uproszczony układ przekładni oraz rozwiązanie pozbawione mechanizmu różnicowego, jednak z zachowaną funkcją oddziaływania na kierunek jazdy przez użycie sprzęgieł ciernych. Opisane zespoły poddano ocenie i porównaniu względem siebie oraz w stosunku do układów, w których każde koło osi jest napędzane odrębnym silnikiem. W części końcowej podjęto próbę wskazania kierunków dalszego rozwoju takich zespołów.