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「プリウス技術検討室」の内容を収録したものを掲載しております。
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【THS】 遊星歯車機構 の各回転数計算
|
THSの回転数計算等で
いろいろな計算を行っていますが、
一応、計算過程を記載しておきます。
THSの理解には遊星歯車機構の
共線図関係を抑えておくのがよいと考えます。
（あわせて以下のHPを参照ください）
http://www.toyota.co.jp/jp/tech/environment/ths2/hybrid.html
◆走行速度とモータ回転数
タイヤとモーターはギア、チェーンを介して直接つながっています。
ですからギヤ比、タイヤ直径からモータ回転数を算出することができます。
減速比4.113、タイヤ直径を600mmとすると･･･
Vkm/h走行時、
タイヤ回転数(r/min）＝分速（mm/min）／タイヤ直径
＝（V×1000×1000／60）／（600×π）
モーター回転数＝タイヤ回転数×減速比（4.113）
となります。
これから
モータ回転数(rpm)＝V(km/h）×36.37
（ex.60km/h時 2182rpm）
◆遊星歯車機構の計算
モーター回転数が決まり、
またエンジン回転数が決まると、
遊星歯車機構のギア比から発電機の回転数が決まります。
なお、プリウスの遊星歯車の各ギアの歯数は
サンギア ：30歯
ピニオンギア：23歯
リングギア ：78歯
であって、プラネタリーギア比：pとしては、
p＝30/78=0.3846となります。
で、各回転数の関係は上記、プラネタリーギア比：ｐより、
p×発電機回転数 ＋ モータ回転数 ＝ (1+p）×エンジン回転数
となります。
モータ回転数 2182rpm、エンジン回転数：1000rpmとすると、
発電機回転数= （(1+p)×1000−2182）／p
= -2073(rpm)
となります。
いろいろパラメータを振ってみると面白いですよ。
（エクセルでも簡単に計算、共線図作成ができます）
いろいろな計算を行っていますが、
一応、計算過程を記載しておきます。
THSの理解には遊星歯車機構の
共線図関係を抑えておくのがよいと考えます。
（あわせて以下のHPを参照ください）
http://www.toyota.co.jp/jp/tech/environment/ths2/hybrid.html
◆走行速度とモータ回転数
タイヤとモーターはギア、チェーンを介して直接つながっています。
ですからギヤ比、タイヤ直径からモータ回転数を算出することができます。
減速比4.113、タイヤ直径を600mmとすると･･･
Vkm/h走行時、
タイヤ回転数(r/min）＝分速（mm/min）／タイヤ直径
＝（V×1000×1000／60）／（600×π）
モーター回転数＝タイヤ回転数×減速比（4.113）
となります。
これから
モータ回転数(rpm)＝V(km/h）×36.37
（ex.60km/h時 2182rpm）
◆遊星歯車機構の計算
モーター回転数が決まり、
またエンジン回転数が決まると、
遊星歯車機構のギア比から発電機の回転数が決まります。
なお、プリウスの遊星歯車の各ギアの歯数は
サンギア ：30歯
ピニオンギア：23歯
リングギア ：78歯
であって、プラネタリーギア比：pとしては、
p＝30/78=0.3846となります。
で、各回転数の関係は上記、プラネタリーギア比：ｐより、
p×発電機回転数 ＋ モータ回転数 ＝ (1+p）×エンジン回転数
となります。
モータ回転数 2182rpm、エンジン回転数：1000rpmとすると、
発電機回転数= （(1+p)×1000−2182）／p
= -2073(rpm)
となります。
いろいろパラメータを振ってみると面白いですよ。
（エクセルでも簡単に計算、共線図作成ができます）
ピニオンギヤの歯数はやはり23歯なんですね！どこかで拾ってきた画像を数えたら23でしたが正しかったな。
ＴＨＳの遊星歯車機構はガソリンエンジン・電気モーター・蓄電池を用いたハイブリッド自動車の現在一番成功している併用方法であり、各要素を非常にエレガントな方法で結び付けていると思います。すばらしい！！
THSの遊星歯車機構･･･、
機構は単純にして、制御は複雑
ですから技術マニアには堪らない対象ですね。