Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Planetväxelns funktion i Toyota Prius
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2008 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
The Toyota Prius planetary gear and its function (English)
Abstract [sv]

I en tid med ökande användning av allt dyrare fossila bränslen blir låg användning av dessa ett allt viktigare konkurrensmedel för biltillverkare. Toyota har länge legat i ledningen för forskning kring och produktion av hybridbilar. År 1997 lanserades för första gången deras hybridmodell Prius som sedan dess har uppgraderats vid två tillfällen, dels genom att komponenterna i hybridsystemet förbättrats, dels genom att bilen fått en sportigare design för att locka ett bredare spektrum av köpare. Hybridsystemet består av en förbränningsmotor och två elmotorer som genom en planetväxel samverkar för att ge bra prestanda med låg bränsleförbrukning. I rapporten har planetväxeln analyserats med avseende på funktion, ingående delar samt dess roll i systemet. Avslutningsvis har även en övergripande jämförelse av ekonomin relativt en prestandamässigt likartad standardbil gjorts. Genom att modellera planetväxeln i CAD har dess funktion enklare kunnat analyseras och visas i bilder och animationer för att förklara dess funktion enkelt även för den som inte har en teknisk bakgrund. I den ekonomiska jämförelsen har Toyota Prius jämförts med Ford Focus 1.6 som har en 109 hästkrafters förbränningsmotor, vilket ungefärligen motsvarar den prestanda som hybridsystemet levererar. Genom att använda sig av elmotorer som har starkt moment vid lägre varvtal, i kombination med en förbränningsmotor som har bra moment först vid högre varvtal, kombineras det bästa från båda motorerna och ger låg bränsleförbrukning med en prestanda motsvarande en 110 hästkrafters förbränningsmotor från den endast 76 hästkrafter starka förbränningsmotorn. Trots den avancerade funktionen är planetväxeln och övriga delar av växellådan relativt mekaniskt okomplicerade. Komplexiteten ligger istället i det elektroniska systemet som för varje liten ändring av driftförutsättningarna beräknar den optimala kombinationen av drivningen och styr motorerna därefter. Den ekonomiska jämförelsen visar att konsumenten måste använda Toyota Prius i en region med subventioner för miljöbilar då inköpspriset annars gör att totalkostnaden över de första tio åren blir högre trots den lägre förbrukningen. Utvecklingen på hybridmarknaden går starkt framåt och flera tillverkare lanserar nya hybridmodeller sedan Toyota visat att det finns en marknad för denna typ av bilar.

Abstract [en]

As the world’s usage of fossil fuels are increasing, generating a rapidly increasing oil price, lowering the fuel economy of standard vehicles have become a key issue in the competition for the customers. Toyota has for a long time been in the lead concerning research and development of hybrid vehicles. In 1997 Toyota for the first time launched the until now best selling hybrid vehicle Prius, which has since then been upgraded two times with better engines, motors and batteries, but also with a more sporty look to attract a wider spectra of customers. The hybrid system consists of an internal combustion engine combined with two electric motors that cooperate through a planetary gear to optimize the performance with a lowered usage of fuel. In the following report the planetary gear’s function, parts and behavior with the hybrid system have been analyzed. Finally an economical comparison between the Prius and a standard vehicle with equal performance has been done. By modulating the planetary gear using CAD its function has been easier to analyze and also, due to the possibility to create explaining pictures and animations, making it easier to visualize. Furthermore have the use of a 3D model simplified the analysis of the planetary gear’s different operations and the understanding for each part’s purpose in the system. For the economical comparison the Ford Focus 1.6 with its 109 hp have been chosen as an, to the Prius, equal standard car to compare with. By using electric motors that have good torque at low revolution speed combined with a combustion engine with the best torque at higher revolution speed the best characteristics of the two types are combined giving the Prius containing a combustion engine with 76 hp the performance as if it had an engine with 110 hp. Although the function of the planetary gear is complicated the mechanical construction of the planetary gear and the rest of the gearbox are relatively simple. The complexity of the system lies instead in the electronic control system that continuously calculates the optimal way to combine the motors and the engine and directs them thereafter. The economical comparison shows that the consumer must use the Toyota Prius in an area with subsidies for environmentally friendly cars as the much higher purchase cost otherwise makes the total cost over time during the first ten years higher for the Prius despite the lower fuel usage. The development in the hybrid car area is on a strong march forward. Since Toyota with its Prius model has shown that such a market exists, several other car producers have followed.

Place, publisher, year, edition, pages
2008.
Series
MMKB 2008:2 MKNB 015
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-171964OAI: oai:DiVA.org:kth-171964DiVA: diva2:844986
Available from: 2015-10-20 Created: 2015-08-10 Last updated: 2015-10-20Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1507 kB)200 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1507 kBChecksum SHA-512
ab870d485e11ba9ff5b619b76ac3853afd87c8b4ccd75c96dc30754e74b273fa855b80edad12f6131cdc9604cf4658b53d4a1af16b86f304d38dbd137175ce6e
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 200 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 99 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf