▌前言：

行星齒輪自動變速器的發明讓汽車操作更加方便省力，舒適感也得到了很大提升。中央差速器鎖死和前后軸動力的可變分配增加了汽車的通過性，這其中最大的功勞來自于神秘的行星齒輪機構。對于大多數熱愛汽車的朋友而言，這個小小的東西既神奇，又復雜，想徹底弄明白有一定的難度。今天，侃弟就給各位汽車機械技術愛好者簡單介紹其基本原理，不足之處望大家多多指正。

行星齒輪機構在變速器中是最主要的機械傳動部分。在托森差速器中是最重要的鎖死和前后軸力矩分配機構。想要掌握其中的工作原理，就必須先掌握單排行星齒輪機構的動力傳遞方式。


▌基本結構和工作原理：

單排行星齒輪機構的基本結構如圖：


單排行星齒輪機構的基本結構和實物圖對比如圖：


單排行星齒輪的結構上是由一個太陽輪、一個齒圈、一個行星架和支撐在行星架上的行星輪組成的。

太陽輪就像太陽一樣位于整個機構的中心，行星輪與太陽輪嚙合，齒圈的內齒式設計讓齒圈和行星架上的行星輪嚙合。通常行星輪有3-6個(上圖有四個行星齒輪)通過滾針軸承對稱、均勻地安裝在行星架的滾針軸承上。行星齒輪機構工作時，行星輪除了繞自身軸線的自轉外，同時還可繞太陽輪公轉，行星架也繞太陽輪旋轉，由于太陽輪與行星輪是外嚙合，所以二者的旋轉方向是相反的。而行星輪與齒圈是內嚙合。這二者的旋轉方向是相同的。通常把太陽輪、齒圈和行星架和行星輪稱為四個基本元件。

根據齒輪傳動的基本原理：大齒輪帶小齒輪增速，小齒輪帶大齒輪減速。內嚙合轉向相同，外嚙合轉向相反，每加一個齒輪，方向改變一次，依此基本原理。

在分析之前.假設主動元件作順時針方向旋轉。

(1)行星架主動，齒圈從動，固定太陽輪，形成同向增速狀態，齒數最多的行星架帶動齒數較少的齒圈旋轉，速度增加，又因為是內嚙合，所以形成同向增速狀態，也就是說行星架順時針旋轉，齒圈也一定順時針旋轉，且速度增加。

(2)行星架主動，太陽輪從動，固定齒圈，形成同向增速狀態，齒數最多的行星架帶動齒數最少的太陽輪旋轉，速度增加最多，又因為是內嚙，所以形成同向增速的狀態。

(3)太陽輪主動，行星架從動，固定齒圈，形成同向減速狀態，齒數最少的太陽輪帶動齒數最多的行星架旋轉，速度減少最多，又因為是內嚙合，所以形成同向減速狀態。

(4)太陽輪主動，齒圈從動，固定行星架，形成反向減速狀態，齒數最少的太陽輪帶動齒數較多的齒圈旋轉，速度減少，又因為固定行星架，行星輪就是惰輪，所以形成反向減速狀態。

　▌行星齒輪機構在AT變速箱中的作用：

AT變速箱是當下最可靠，動力傳遞最流暢的變速箱之一，就連我們心目中的速度之王(日產GTR)也是用的AT變速箱。這一切的榮耀背后行星齒輪機構功不可沒。電控系統加上AT變速箱(行星齒輪機構)實現更加快速升檔和降檔。

D1檔位 太陽輪主動，行星架被動，齒圈不動。

D2檔位 太陽輪不動，行星架被動，齒圈主動。

D3擋位(超速擋)太陽輪不動，行星架主動，齒圈被動。

R檔位 倒擋太陽輪主動，行星架不動，齒圈被動。

N檔位 所有運動件都不受約束時，變速器處于空擋。

▌行星齒輪機構在差速器中間的作用：

侃弟在上一期介紹奧迪托森差速器中提到，托森差速器從剛剛開始的A型演進到C型時，其中的三輻渦輪蝸桿的形式就已經被行星齒輪機構所代替，從而解決了只能與自動變速器匹配的缺點，實現了與任何變速箱都可以匹配，大大增加了托森差速器實用性和可靠性，在正常情況下按前后40:60的比例分配驅動力，根據行駛情況需要，它最多可把60%的驅動力輸出到前軸，或把80%的驅動力輸出到后軸。


C型托森差速器的原理是采用行星齒輪結構，與太陽輪、環形齒輪和摩擦盤共同組成整個差速器結構。當環形齒輪與太陽輪的轉速不等時，行星齒輪會被迫產生自轉運動，這個自轉運動又會導致與環形齒輪或太陽輪的軸向相對運動。軸向運動的壓力對安裝在裝置內的摩擦盤施加壓力，產生內摩擦力，因此限制了相對運動，也就限制了打滑驅動軸的運動，從而增加不打滑驅動軸的轉矩。

▌侃弟總結：

行星齒輪機構在汽車上的運用主要就是自動變速器和差速器內，很簡單的結構實現了復雜的傳動及鎖止功能，讓汽車的控制更加簡單。有人說汽車的差速器只有兩種，一種是奧迪quattro四驅系統(托森差速器)，另一種是其他差速器。對于托森差速器這極高的贊美來自于將行星齒輪機構引入到托森差速器之中，其實通過侃弟的講解大家可以看見行星齒輪機構的原理并不復雜，就像阿基米德想要撬動地球的杠桿原理只是一個支點和一個桿子而已，行星齒輪結構也只是純機械結構，中間也只是幾個齒輪而已。工程師們巧妙的設計，賦予它非常強大的功能，對于整個傳動過程起到至關重要的作用。