E-CVT - ich schnall's nicht

OP #8090437
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Hoí zusammen

Hab mir schon öfter Videos über die E-CVT angeschaut wie https://youtu.be/r2L5VOtf47Y?si=hg_dciOEdqE5mc1F&t=642s Und auch versucht, dass mit Gleichungen zu Planetengetrieben und Onlinesimulatoren zu verstehen.

Aber ich bin glaube ich bin zu sehr Kabelaffe...

Vll. gibt es hier Mechaniker, die meinem vom magischen Rauch meiner Elektronik vernebeltem Hirn helfen können.


  1. braucht es dafür wirklich 3 Motoren, oder reichen auch zwei, wenn es einem nur um Änderung der Übersetzung geht, ohne das Feature, mit dem Verbrenner die Batterie zu laden? Aus dem Video oben quasi nur zwei E-Motoren am roten und grünen Strang, bzw. Sonne und Planetenträger.

  2. Im Moment verstehe ich Planetengetriebe bzgl. Ausgangsdrehzahl ähnlich wie Differenzverstärker in der Elektronik. Also das der Ausgang die Summe, bzw. Differenz zweier Eingänge ist.

Was ich nicht begreife - jetzt kommen sicher fachlich krude Formulierungen - ist der Fluss / die Änderung des Drehmomentes. Ich verstehe nicht, wieso das Einspeisen gegenläufiger Drehzahlen zu einer Änderung der - ich nenn das mal so - virtuellen Übersetzung und Erhöhung des Drehmomentes führen sollte. Den Sprung schaff ich einfach nicht. Vll. liegt mein Problem auch in dem Bereich wie ich auf das Zusammenspiel der Wirkrichtung von Drehzahl und Drehmoment an Sonne und Träger schaue. (?)

  • Jasson
#8090447
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Jasson J. schrieb:

Ich verstehe nicht, wieso das Einspeisen gegenläufiger Drehzahlen zu einer Änderung der - ich nenn das mal so - virtuellen Übersetzung und Erhöhung des Drehmomentes führen sollte.

Habs nur teilweise angesehen. Er hat es schlecht erklärt und eigentlich ist es extrem einfach:
Das ist ein Differentalgetriebe, aber umgekehrt verwendet. Beim Differential (eines Autos) geht eine Drehzahl rein (Kardanwelle) und zwei (bei Geradeausfahrt eine) raus. Das drehst du jetzt einfach um und treibst die Räder an.
Bei gleicher Drehzahl der Räder kommt eine Drehzahl am Kardan raus. Treibst du jetzt nur noch ein Rad an, dann kommt die halbe Drehzahl am Kardan raus. Drehst du die Räder entgegengesetzt mit ansonsten gleicher Drehzahl an, kommt Null raus.

Verstanden?

OP #8090470
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Ja soweit schon - die Gemeinsamkeit zum Differential ist mir bewusst - auch, dass es ein Überlagerungsgetriebe ist und wie sich Drehzahlen gegenseitig beeinflussen. (Für eine Bastelidee hatte ich tatsächlich überlegt, ein Differential aus dem Modellbau zu nehmen und die Diff-"Outs" an Motoren zu koppeln)

Ich seh nur das Prinzip nicht, wo neben der Drehzahlreduktion die Drehmomensteigerung entsteht.

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#8090474
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Jasson J. schrieb:

Ich seh nur das Prinzip nicht, wo neben der Drehzahlreduktion die Drehmomensteigerung entsteht.

OK, nächster Schritt ...
P = U * I kennst du aus der E-Technik. Wenn P konstant ist und z.B. U geändert wird, dann ändert sich I umgekehrt proportional. Sozusagen ein Getriebe.
Beim mechanischen Getriebe ist das einleuchtender. Wenn die Drehzahl untersetzt wird, dann steigt das Drehmoment proportional (bei gleicher Eingangsleistung). Also 1/10 Drehzahl am Ausgang ergibt das 10-fache Moment.
P = U * M (wobei U die Drehzahl ist, M das Moment, Einheiten sind egal). Dabei ist es völlig egal wie das Getriebe funktioniert. Es macht es sogar einfacher das gedanklich zu ignorieren, die Formel ist der entscheidende Punkt.
Wenn jetzt zwei Motoren das Differenzial antreiben, dann geben die zusammen die Summe der Einzelleistung in das Getriebe. Also muss auch genau die Leistung wieder rauskommen. Nachdem die Drehzahl niediger ist, muss das Moment steigen. Bei höherer Drezahl fällt das Moment.

Ist das jetzt genug?

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OP #8090480
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Ich glaube, der gedankliche Hattrick ist, dass man sich das wie eine virtuelle Veränderung von Durchmessern vorstellen kann.

Stellt man sich vor, man schaut entlang der Drehachse auf ein Planetengetriebe, wo Sonne und Planeten Antriebe sind und das äußere Rad der Abtrieb.

Steht die Sonne fest und man dreht den Träger, legen die Planetenräder auf dem Sonnenrad über dessen Umfang eine Abrollstrecke zurück. Diese muss sich zur Umfangsdrehzahl des Trägers addiert auf das äußere Rad übertragen. Im Prinzip das hier, nur zirkular statt linear https://youtube.com/shorts/2GUah9xHVto?si=cK6guK0VMyIl5Eg5 ◇◇◇ Lässt man den Umfag vom äußeren Rad konstant, macht das Sonnenrad größer und die Planeten kleiner, wird der zurückgelegte Abrollumfang am Sonnenrad größer und damit die Drehzahl vom äußeren Rad. Hier schaffe ich es, intuitiv zu glauben, dass bei gleichem Drehmoment am äußeren Rad, mehr Drehmoment am Träger aufgewendet werden muss. Umgekehrter Effekt, macht man das Sonnenrad kleiner. ◇◇◇ Jetzt der Hattrick - ich vermute, eine Drehzahländerung am Sonnenrad ist virtuell das Selbe wie seinen Durchmesser zu ändern. Wobei das jetzt zugegebenermaßen eine in den Raum gestellte Behauptung ist.

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#8090481
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Jasson J. schrieb:

Ich verstehe nicht, wieso das Einspeisen gegenläufiger Drehzahlen zu einer Änderung der - ich nenn das mal so - virtuellen Übersetzung und Erhöhung des Drehmomentes führen sollte. Den Sprung schaff ich einfach nicht.

bei niedriger Raddrehzahl arbeitet der grüne Motor als Generator. Der erzeugte Strom wird in den blauen Motor eingespeist, dieser erhöht das Drehmoment. Bei hoher Raddrehzahl ist es umgekehrt.

#8090486
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Jasson J. schrieb:

Ich glaube, der gedankliche Hattrick ist, dass man sich das wie eine virtuelle Veränderung von Durchmessern vorstellen kann.

Es ist einfach ein Addierer.

Zahnstange, auf der läuft ein Zahnrad auf dem wiederum eine Zahnstange läuft. Das Ganze aufgewickelt ist ein Planetengetriebe. Da ändern sich keine Durchmesser, nicht mal virtuell. Wenn du den Zahnraddurchmesser änderst, ändert das nichts an der Übersetzung.

Ein real existierendes Getriebe bei dem sich die Duchmesser tatsächlich ändern ist ein CVT. Bekannt geworden durch die DAF-Variomatik. Das hat damit aber überhaupt nix zu tun. Der Begriff E-CVT ist also eher irreführend weil er dich auf den Pfad eines echten[tm] CVT führt.

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#8090490
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Jasson J. schrieb:

Was ich nicht begreife - jetzt kommen sicher fachlich krude Formulierungen - ist der Fluss / die Änderung des Drehmomentes

Ja, Toyota Hybrid, genial.

Nimm einfach einen Verbrenner und einen Elektromotor auf ein Differential.

Der Verbrenner läuft auf Standgas, der Elektromotor dreht im selben Tempo rückwärts, Summe 0 und daher resulierendes Drehmoment 0, das Auto steht, ohne Kupplung.

Wenn der Elektromotor nun beschleunigt, muss auch der Verbrenner Drehmoment erzeugen, damit bei hohem benötigten Abgabedrehmoment der Verbrenner nicht aus geht (weil er im Standgas kaum Drehmoment bringt) muss er in der Drehzahl angehoben werden, so bringt er auch mehr Leistung ins System, die Systemleistung ist Verbrenner + Elektro und das Tempo kann Verbrenner+Elektro sein, also sogar ein grösserer Drehzahlbereich als Elektro ohne Getriebe alleine.

Das alles funktioniert mit nur 1 Elektromotor.

Stellst du aber den Verbrenner ab, wirkt das Drehmoment des Elekromotors wie ein Anlasser auf den Verbrenner. Es würde ihn schon bei moderatem Drehmoment rückwärts durchdrehen. Hier kommt der zweite Elektromotor ins Spiel, er hält gegen, er rotiert dabei sogar, er wirkt als Generator.

Ich glaube es funktioniert auch wenn der Verbrenner eine Rücklaufbremse hätte, nur ist natürlich die feine Regelung des Zusammenspiels das A und O bei diesem Hybridantrieb, daher sind die beiden Motoren sicher klug.

Ein geiles Antriebssystem, Toyota ist da meilenweit voraus, und das in einer Zeit wo viele Elektro haben wollen aber auf Verbrenner nicht verzichten wollen.

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