脑洞大开的发明 传动解读之行星齿轮组篇(全文) - 小众知识

脑洞大开的发明 传动解读之行星齿轮组篇(全文)

2013年01月27日 14:18:05 苏内容
  标签: 行星/齿轮
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脑洞大开的发明 传动解读之行星齿轮组篇

■ 啥叫行星齿轮组?

自传+公转的变速机构

其实我们展示一下行星齿轮组的结构大家就明白了,它的结构就和太阳系一样,中间有太阳,旁边是几大行星,行星自己旋转同时绕着太阳公转,由于齿数的原因,会产生变速作用,达到变速/减速的目的。实际上,出于天文/历法的需要,行星齿轮也最早出现在天文仪器和钟表上,所以历史已经非常悠久。

脑洞大开的发明 传动解读之行星齿轮组篇

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由于行星齿轮组存在多个部件,只要限制其中一个的转动,并改变动力的输入和输出,传动比就会改变;而当两个乃至多个行星齿轮组一起变化时,就能实现多个挡位,这就是AT变速器的基本原理,比如多数6-8速AT变速器就有三个行星齿轮组。

复杂到需要脑洞大开的原理还是观看视频最直观:

 

脑洞大开的发明 传动解读之行星齿轮组篇

■ AT变速器里面的行星齿轮组

与离合器、制动器搭配,作为换挡核心

行星齿轮组是AT变速器的基础之一,就和马儿不能没有四条腿一样,没有行星齿轮组还叫什么AT变速器呢?当然了,要实现换挡,需要TCU的控制和滑阀箱的执行,以及离合器、制动器对齿圈、行星架、太阳轮等进行控制,这些元件搭配的好,就是状态良好的皇马巴萨,搭配的不好,嗯……你懂的。

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■ CVT等自动变速器里面的行星齿轮组

作用:作为副变速机构,扩大传动比范围

CVT等自动变速器里面也往往有行星齿轮组,不过这个时候它们往往不是作为主变速机构(链条/钢带+锥轮才是变速的主力),而是作为副变速机构使用。虽然这会增加变速器的复杂性和成本,但是也能进一步提升经济性。

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■ ECVT变速器里面的行星齿轮组

作用:变速主力,与电机等合作变速

另外,ECVT这类特殊的变速器也采用行星齿轮组作为核心之一,它们没有变矩器、锥轮,行星齿轮组就是唯一的变速机构了。

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对于这个ECVT变速器,我们也有过技术解读:

与钢带链条无关 电子无级变速器ECVT解析

■ 作为差速器的行星齿轮组——多用于全时四驱的中央差速器

由于可以传递动力,同时允许行星齿轮和太阳轮自由运动,所以行星齿轮组的输入和输出部分可以存在转速差,这样用在差速器,尤其是全时四驱车型的中央差速器上也非常合适,只不过由于行星齿轮组加工精度要求高,成本较高,一般都出现在豪华品牌车型上(其余的机械全时四驱更多使用冠状/伞状齿轮组)。

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■ 偏越野的SUV四驱分动器——建立高低速挡

上面说的是四驱系统的中央差速器,除了中央差速器之外,具备高、低速四驱模式的SUV车型也可以通过行星齿轮组实现四驱的高低速挡位——这主要见于一些兼顾越野性能的SUV车型,比如奔驰ML、丰田兰德酷路泽等等。这个时候行星齿轮组的作用与CVT变速器中的行星齿轮组控制模式和功用比较类似。

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■ 电动车的减速机构——降低转速同时放大扭矩

行星齿轮组作为减速机构最早是在活塞式发动机的飞机上面,它具备结构紧凑,变速比大的特点,这对于空间重量紧紧巴巴的飞机来说至关重要。如今的乘用车上,需要这样减速机构的就是电动车了,这就是很多电动车也需要更换润滑油的原因——减速机也是需要润滑的啊。

脑洞大开的发明 传动解读之行星齿轮组篇

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结语:行星齿轮组其实并不神秘,但是通过各种控制,实现挡位的组合就比较复杂了,这就是它称得上脑洞大开的原因。有了变矩器和行星齿轮组这些部件,是不是就能搞定传动了呢?那还差得远呢,下面我们就要说传动部件中的各种离合器,敬请期待。

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