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3.4.6 利用两个齿轮的组合进行齿轮切换
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那么，想要详细了解行星齿轮运作方式的读者，就来听我讲解一下吧。一套行星齿轮包括太阳齿轮、小齿轮和内齿圈这三种。如图3.11所示，小齿轮有三个，由里侧的框架（行星架）串起。当行星齿轮横向旋转时，三个小齿轮保持着一定的间隔共同移动。
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变速时，只使用太阳齿轮、小齿轮和内齿圈中的两种齿轮，剩下的一种固定不动。关于如何只固定三种齿轮中的一种，我会在介绍完自动变速的结构后再进行说明。在行星齿轮中，是通过改变两种动态的齿轮进行切换的。
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举一个具体的例子来说明。首先，保持外围的内齿圈固定不动，让发动机的旋转力传递至太阳齿轮使其转动。接着，与太阳齿轮啮合的小齿轮一边横向移动一边转动。此时，小齿轮在各自自转的同时，一起围绕着太阳齿轮公转。这就是1档的齿轮组合（图3.12）。借助行星架的转动，小齿轮的公转传递到驱动轮，使汽车发动。
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图3.12 行星齿轮中的直径关系※假设太阳齿轮的半径为1，小齿轮的半径为2（从太阳齿轮的中心算起），内齿圈的半径为3。行星齿轮通过切换输入和输出的齿轮改变齿轮的半径比。
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接着，固定中间的太阳齿轮，发动机的旋转就传递到了小齿轮上。小齿轮自转的同时围绕太阳齿轮公转，带动外围的内齿圈转动。这是2档。
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然后，让所有齿轮开始转动，不久3个齿轮的转速就相同了。也就是说，大小齿轮在尺寸上的不同并没有引起减速，而是将发动机的旋转力原原本本地传递到了驱动轮。这时，发动机的旋转力无论传递到哪个齿轮，都能不减速、无损耗地传递到车轮。即处于发动机的旋转力无损耗地传递到驱动轮的直接传递状态，减速比为1：1。这是3档。
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接下来与2档相同也是固定太阳齿轮，但需要让发动机的旋转传递到内齿圈。随后，小齿轮在自转的同时公转，形成大齿轮带动小齿轮的关系，类似于齿轮比反过来成为1：2的状态。这是4挡。
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当与1档同样固定了内齿圈时，将发动机的旋转力传递到小齿轮，从而带动太阳齿轮转动，也体现了大齿轮带动小齿轮的关系。这就选定了5挡的齿轮组合。但4挡和5挡时，齿轮比会小于1，即齿轮转速快于发动机转速，我们称之为超速挡。
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自动变速器诞生时，3档变速是主流。这是因为当时不使用4挡和5挡这两个超速档，只用最初的1~3挡。后来出现的5挡和6挡自动变速器同时使用了两组行星齿轮。
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之前我说过，即使看着图，也很难理解在行星齿轮中该让哪个齿轮固定、让哪个齿轮转动，从而带动哪个齿轮转动。但就基本方法来说，这与在手动变速器中通过变换大小齿轮的组合改变齿轮比并无二致。
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3.4.7 行星齿轮也是利用齿轮的半径比进行变速
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请再看一遍图3.12，思考1档时使用的太阳齿轮和小齿轮的关系。试着比较一下从太阳齿轮的中心到其锯齿的半径和从其中心到行星架中心的半径就会发现：当小齿轮（太阳齿轮）的半径为1时，大齿轮（从太阳齿轮中心到行星架中心）的半径就是2，即齿轮的半径比为2：1。
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说到这里，你或许会想到手动变速器所用的正齿轮在1档时的齿轮比为4：1，会觉得行星齿轮1档时半径比为2：1有些奇怪。实际上自动变速器一般都有两个行星齿轮。途经两个2：1的行星齿轮后，齿轮比就会变成4：1，与手动变速器的1档相同*1。同时使用两个行星齿轮的状态是十分复杂的，我们就只了解一下2档以上时一个行星齿轮中各齿轮半径的不同吧。
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*1 在大多数情况下，自动变速器都使用能够借助导轮增大扭矩的液力变扭器。但自动变速器在增大扭矩后都是将旋转力传递到行星齿轮，这一点与手动变速器不同。并且，其最终齿轮比与差速器的齿轮比有关，因此需要从汽车的整体来考虑。
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请比较一下2挡时从太阳齿轮中心到行星架的半径和从太阳齿轮中心到内齿圈锯齿的半径。1挡时小齿轮和太阳齿轮的半径比是2：1，2档时内齿圈和小齿轮的半径比为3：2。与1挡时的齿轮组合相比，2挡齿轮组合的半径差变小了。
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3挡时三种齿轮都在转动，请想象一下此时如果没有行星齿轮会怎样。如果三种齿轮由1根轴串成直线，发动机的旋转力就能不减速、无损耗地传递到轮胎。
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当固定了太阳齿轮、将发动机的旋转力传递到内齿圈时，内齿圈的半径和从太阳齿轮中心到行星架中心的半径之间的关系，就与1挡和2挡时完全相反了。当固定了内齿圈、将发动机的旋转力传递至小齿轮从而带动太阳齿轮转动时，大小齿轮的关系也与1挡和2挡时相反。
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如上所述，行星齿轮相当复杂，但与正齿轮一样，也要选择大小齿轮的组合。并且，关注一下旋转齿轮的半径，就很容易明白齿轮比的原理了。
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3.4.8 利用离合器和制动器等驱动行星齿轮
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那么，怎样才能使三种齿轮停转、选择输入发动机旋转力的齿轮呢？那就需要区别使用负责切断或传递动力的离合器、用于停转的制动器和只传递一个方向旋转的单向离合器。利用这些装置，可以随时连接或切断与太阳齿轮、小齿轮、内齿圈相连的轴，并使齿轮停转。
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与讲解发动机和锁止时所介绍的离合器相同，这里使用的离合器装置也是利用摩擦片切断或传递旋转力的。但它不是位于发动机之后的大圆盘状的装置，而是重叠了几个小圆盘状的离合器的多板式离合器（图3.13）。
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