從上一期研發(fā)THS的歷史背景中看到，THS最初的設計邏輯仍然是將「發(fā)動機」作為主要驅動裝置的混動系統(tǒng)，圍繞著提升動力總成的經濟性，工程師們?yōu)椤赴l(fā)動機」配備一個主要用于調節(jié)「發(fā)動機」工況和發(fā)電的「1號電機」（暫稱）和一個主要用于（輔助）驅動的「2號電機」（暫稱）。從省油的角度來看，「1號電機」用來幫助「發(fā)動機」省油，而「2號電機」用來幫助整套動力總成省油。

行星齒輪組（圖片源自網(wǎng)絡）

接下來的問題就是：如何選擇一套能將「發(fā)動機」和「電機」混搭在一起的傳動機構。這就好比給人介紹對象的『媒人』，見個面，吃個飯，這事兒很簡單，關鍵能不能成的第一步，就是看『媒人』怎么撮合。否者，就算兩個人再優(yōu)秀，連初步的了解都實現(xiàn)不了，那何談此后的深入交流呢？

而豐田汽車為THS這套系統(tǒng)尋來的『媒人』則是被各大自媒體老師聊出了八仙過海、百鬼夜行效果的——「行星齒輪機構」。

自動變速箱（AT）結構示意圖

其實「行星齒輪機構」并非是什么開天辟地的發(fā)明，其應用幾乎覆蓋了整個機械領域。而且在汽車領域的運用也隨處可見，比如使用在「自動變速器」（此處特指帶液力變矩器的AT）中進行變速。

分動器中的行星齒輪組

我們還可在「全時四驅系統(tǒng)」找到它的身影，它位于「變速器」與「驅動橋」之間的「分動器」中（如上圖）。當汽車轉彎或遇到特殊路況時，左右「車輪」會產生轉扭速差（即兩根「輸出軸」轉速不同）。此時，便可以通過「分動器」中的「行星齒輪機構」按一定的比例將轉扭分配給兩根「輸出軸」，確保各個「車輪」之間的運動協(xié)調，比如實現(xiàn)泥路脫困。

行星齒輪組示意圖（僅供參考）

「行星齒輪機構」的核心組件「行星齒輪組」的結構其實并不復雜，由內到外分別是「太陽齒輪」、「行星齒輪」（日系著作中也會被翻譯為「小齒輪」）和「齒圈」（在研究齒比時，通常指「內齒圈」）。通常情況下，多個「行星齒輪」會通過一個支架進行連接，這個支架被稱為「行星齒輪盤」（或稱「行星架」）。

太陽系示意圖（亮點自找，源自網(wǎng)絡）

「行星齒輪組」與太陽系的運行結構非常相似，以恒星太陽為中心，行星地球繞著太陽轉，衛(wèi)星月球繞著地球轉。此外，太陽、地球和月球都還可「自轉」。故此，我們可以看到3種帶齒的組件也存在著「自轉」（即繞本體軸線的轉動）和「公轉」（即是繞其它齒輪軸線的轉動）運行原理。當我們固定「太陽齒輪」、「行星齒輪」和「齒圈」中的3種「齒輪」中的一種，便可利用另外2種「齒輪」進行變速了。是否感覺有點抽象？那我們來舉個具體的例子。

行星齒輪組的參數(shù)假設

假設一組「行星齒輪組」中，「太陽齒輪」的半徑為1個單位，「行星齒輪盤」的半徑為2個單位，「齒圈」的半徑為3個單位。我們來觀察以下5種工況中，「行星齒輪組」是如何通過切換輸入和輸出的「齒輪」，進而改變「齒輪」的半徑比，從而達到變速的效果。

工況1：固定外部「齒圈」，用手轉動內部的「太陽齒輪」。此時「行星齒輪」會被帶著有橫向移動的趨勢，這種趨勢使得「行星齒輪」進行反向自轉，這些「行星齒輪」一起繞著「太陽齒輪」公轉，并帶動「行星齒輪盤」轉動。此時「太陽齒輪」與「行星齒輪盤」的半徑比是1：2；

工況2：固定內部的「太陽齒輪」，用手轉動「行星齒輪盤」，「行星齒輪」自轉的同時繞著「太陽齒輪」公轉。最終，帶動外部的「齒圈」旋轉。此時，「行星齒輪盤」與「齒圈」的半徑比是2：3；

工況3：三種「齒輪」都不固定，此時用手轉動任何一種「齒輪」，不久后，其余的「齒輪」都會以同樣的速度旋轉，圖中我們轉動的是「行星齒輪盤」，「齒圈」對外輸出，「太陽齒輪」空轉?？偟脕碚f，「輸入齒輪」與「輸出齒輪」的半徑比是1：1；

工況4：固定內部的「太陽齒輪」，用手轉動「齒圈」?！感行驱X輪」自轉的同時繞著「太陽齒輪」公轉。最終，帶動「行星齒輪盤」旋轉，「齒圈」與「行星齒輪盤」的半徑比是3：2；

工況5：固定外部「齒圈」，用手轉動「行星齒輪盤」。「行星齒輪」自轉的同時繞著「太陽齒輪」公轉。最終，帶動「太陽齒輪」旋轉。此時，「行星齒輪盤」與「太陽齒輪」的半徑比是3：1。

5種行星齒輪組的工況（僅供參考）

不同的「齒輪」半徑比，對應了不同的轉速，不知道大家是不是已經發(fā)現(xiàn)我舉這5種工況的意圖？若我們把每一種工況中，轉動的動力源換成「發(fā)動機」，并將「車輪」與輸出的「齒輪」連接后，你就會發(fā)現(xiàn)……

自動變速器（AT）的5個擋位邏輯（僅供參考）

沒錯，這5種工況恰好對應了5個擋位。若通過這幾張表格已經有了一些眉目，那恭喜你，你已經初步的理解了「行星齒輪組」的變速的初步邏輯。

手動變速器1擋齒比通常為1：4

至于如何控制發(fā)動機的動力在行星齒輪組之間切換，這就是「自動變速器」其他組件的事兒了，這里不展開贅述。此外，補充說明一點，或許你會想到，「手動變速器」在1擋時的輸入/輸出「齒輪」的半徑比一般為1∶4，而我舉例的「行星齒輪組」在1擋時的半徑比只有1∶2，那會不會造成起步時，扭矩不足呢？

自動變速器中存在多組行星齒輪組

這個問題十分關鍵，別急，在后續(xù)THS的原理介紹中，我們還會詳解。對于「自動變速器」而言我們選擇了一條簡單粗暴的方式——再增加一組「行星齒輪組」！經過兩組「行星齒輪組」齒比調整后，輸入/輸出「齒輪」的半徑比就會變成1∶4，與手動變速器的1擋相同。

當然，我們可以通過不停地增加「行星齒輪組」來增加檔位數(shù)，但考慮到實用性、變速器體積、控制難度等因素，故此，我們不會那樣做，限于篇幅，這里不做展開。

自動變速器（AT）5擋基本工作原理示意圖（動圖，僅供參考）

至此，我試圖用「自動變速器」的工作原理來解釋「行星齒輪組」變速的原理，這可能是全網(wǎng)唯一份吧，不知道大家是否能拿捏住呢？歡迎大家在評論區(qū)留言。

下一期，我會將THS的三個動力源——「發(fā)動機」和兩個「電機」與「行星齒輪組」相連接，進一步解析THS的結構和工作原理。記得關注我哦~~