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[科普知识] 行星齿轮变速

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 楼主| 发表于 2017-9-20 23:22:21 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 沉宝 于 2017-9-21 00:17 编辑 ! p4 _7 u  Y: q) n2 h' h

. t  {3 p. j0 Q4 ?& `, B之所以写这篇,是发现有些事跟晨老大也需要多解释几句(链接)。以此外推,索性就写长了跟大家共享吧。" k$ u9 s; b7 b# u) R

3 h* L. S. K4 f1 R: r其实行星齿轮变速并不像许多人想象的那样遥远陌生。可以毫不夸张地说,爱坛上一半以上的人同它的物理距离都比我近。为什么敢这么说呢?因为汽车的自动变速箱(AT),用的就是行星齿轮机构。坐到车里就是近在咫尺了,哈哈哈。
7 S4 u- _9 Z; l5 t2 Z; D; O& o- _" |) z' e: l
所谓行星齿轮机构(Planetary Gearing或Epicyclic Gearing),指的是一种齿轮结构,它有一个轴心位置固定不动的中心齿轮(太阳轮,sun gear),还有一个或者多个(通常多个)小齿轮与之啮合。当转动发生时,这些小齿轮不仅会绕自己轴线的转动(“自转”),而且这些小齿轮轴线的位置也会动,运动轨迹是围绕中心齿轮的圆周运动("公转"),这就像太阳系中的行星那样,故因此得名行星齿轮(planetary gear)。除此之外,行星齿轮的外面一般还套有一个齿面朝内的齿圈(annulus)。各个行星齿轮的轴,经轴承固定在一个支架上,这个支架称为行星架(planet-carrier)。, A# a* L3 h( b' b5 N( E& a

3 l- f; ^: e! E. J8 [) O% H0 T8 k, V3 a% H
% d! r2 W' \  A6 k3 y  n9 O1 v
          实物图,不含行星架
0 |8 P6 t5 }, j4 h' {6 [' \* D
9 v/ O/ p8 R0 {, j- _  U9 j6 o4 V) W, E1 P6 H! Z
          实物图,另外一个角度
- H- |6 a1 n6 C; P9 e: h4 t' P% B- D3 C( C7 Y1 g6 ?
& G7 _: G$ R: t' V) ?( i$ _
传统的齿轮传动原理很简单,一对齿轮相互啮合,动力从一个齿轮输入,从另一个齿轮输出。行星齿轮机构的情形就不同了,它具有三个彼此可以相对旋转的运动件:太阳轮、行星架和齿圈。这三条转动轴都允许动力输入/输出,传动方式就可以有多种组合,下面结合动画看两种方式。0 U, Z. c' B6 @' l/ n$ @1 R: L
' h: y5 r3 m/ r, M
第一种,动力从太阳轮输入,从行星架输出,齿圈锁死。这是最经典的方式,一般教科书都用它举例。2 K6 E7 x( v1 T1 @

- @. t  x. j6 d  J0 e
( K+ g  x* A6 [0 t, h: h% D# n" ~" G
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
5 M+ Z$ H& h4 |, g, d2 Y4 E4 A& j5 [. [+ J* [$ n* p
现在可以回答晨大的问题了。晨大的原始问题star gear是什么?首先,英语作为自然语音不会像编程语言那么规范,同一个东西可能因不同行业、不同习惯而称呼不同。star gear这词不太常用,根据上下文,它可能是(1)行星齿轮机构中的一个零件,即sun gear;(2)行星齿轮的一种使用方式,即第二个动画的那种:行星架锁死,动力从太阳轮输入,从齿圈输出。
1 R7 S6 T& s6 d( p# t$ R7 ~我放在不爱贴中的那张图好像来自于蒸汽轮机的船舶推进,高压涡轮输出的转速与低压涡轮不同,故先经过star gear调整再与低压涡轮的动力汇总,然后推动螺旋桨。图中,只有左下角的行星齿轮机构工作在star gear模式,左上和右上角都是planetary gear模式,即前面动图中的第一种。& y5 z4 P4 E/ r# Z1 h
; K" J, a2 F0 i4 q

; i# J! e/ |; h- f- p& d再多说几句汽车的自动变速箱。理论上,一套行星齿轮机构配合离合器、制动器就可以实现基本自动变速:
& ^3 F1 C0 I  I①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
* I. \- i. N  Z$ W1 T3 F) b0 [②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
; |: Z- v$ C7 j) o# p7 D/ K③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。2 C( u1 K$ V+ R3 S0 N+ ]8 P
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。" R* i* z1 F# }& M
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
# T; d/ C! W! v* \! G$ S& y5 j
2 n* G( f9 f6 C% O! u1 q# T% X1 A' l( t实际变速箱比这要复杂的多,即使是三进一倒(开过的一定是老司机)也至少用两套行星齿轮机构。
* u* H- |- D0 {* ^2 b
5 m* `5 \1 m0 Z- y7 W4 s; O* p& R. G
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了/ \0 X4 I  X7 a/ p4 r: P+ }9 w
2 n3 J0 T2 A- x
有一种说法:即使是修车店的熟练技工(例如ASE Certified Repair Technician),一个好的advice就是打开自动变速箱的时候要拍照,以免像业余人士那样修完装回去发现零件富裕了 6 n$ @* c2 E) W
6 f) [+ P4 f4 w9 x, |% W
对于欧美这些劳动力昂贵的地方,除非变速箱在warranty之内,否则不要答应修车店开箱修理(整体换装可以)。即使店家说得再容易,开箱后可能就变成了一个钓鱼工程。与其修,不如贱价卖了拉倒。
1 e1 `, M; A6 w" a最后,如果您面对文字和图片理解起来有困难,可以点击打开这段视频,这样也许省点脑汁# e% @6 v1 f5 C1 x* @: Q' F3 u
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#12 F; m: [6 W/ w% M
一句话:丰俭由人
4 t- ~7 B& V, E# i5 }8 l* W& c  `, A1 g) r3 s
: y; C5 e) t/ i( L+ ?+ i9 N

6 X0 \' s& O7 Q+ \& m+ }3 I2 |6 h

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参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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xzhangz + 2
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  • TA的每日心情

    20 小时前
  • 签到天数: 2898 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2017-9-20 23:49:30 | 只看该作者
    本帖最后由 jellobean 于 2017-9-20 23:52 编辑
    # W5 G6 I: v- |8 M/ J
    8 |, @7 Q) B; U2 G跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
  • TA的每日心情

    20 小时前
  • 签到天数: 2898 天

    [LV.Master]无

    板凳
    发表于 2017-9-20 23:53:30 | 只看该作者
    1. 一个好的advice就是打开自动变速箱的时候要拍照,以免像业余人士那样修完装回去发现零件富裕了
    复制代码

    8 ^2 S# _) ~9 i" M. n* w哈哈,经常发生
  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45
  • 签到天数: 2441 天

    [LV.Master]无

    地板
    发表于 2017-9-21 00:22:55 | 只看该作者
    变速箱啊, 业余人士不敢碰啊。换正时皮带水泵的时候对齐几套齿轮就够头疼的了。. u; U( {8 i* o* O
    我干活的时候就是一边拆一边拍照,方便以后装回去

    该用户从未签到

    5#
     楼主| 发表于 2017-9-21 00:25:39 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2017-9-20 23:49! |9 j) K8 K$ \- I+ @8 d
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    - _) e) e3 b2 H4 W# B
    糖豆可以打开帖子最后mp4的视频,讲得不错。

    该用户从未签到

    6#
     楼主| 发表于 2017-9-21 00:32:42 | 只看该作者
    东湖珞珈 发表于 2017-9-21 00:22; k2 c( y" J. C2 k8 b% u
    变速箱啊, 业余人士不敢碰啊。换正时皮带水泵的时候对齐几套齿轮就够头疼的了。
    7 `2 Q' }" D+ D) E: j3 C我干活的时候就是一边拆一 ...
    9 S3 d: j, s  S2 e* G4 {
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。
  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45
  • 签到天数: 2441 天

    [LV.Master]无

    7#
    发表于 2017-9-21 01:31:11 | 只看该作者
    沉宝 发表于 2017-9-21 00:32
    3 d# o. P. ^/ {0 u" S" A9 U自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。
    : L/ q* z4 c* x* i+ I( P
    当然啊,在现代汽车上,自动变速箱是最最复杂的设备。现在那些动辄6速,8速的变速箱太变态了。
    6 u. E- x. o; [: s现在都封闭起来了,连变速箱油都不让自己换了
  • TA的每日心情
    擦汗
    2024-5-9 00:43
  • 签到天数: 2595 天

    [LV.Master]无

    8#
    发表于 2017-9-21 02:10:29 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2017-9-20 23:536 |5 ~* p* D' e- V; b" s; b- d$ d
    哈哈,经常发生
    ; U4 _$ L' ^9 w0 d  {5 w
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

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    油墨: 5.0 油菜: 5.0
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2017-9-22 09:55
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18
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    [LV.1]炼气

    9#
    发表于 2017-9-21 04:13:09 | 只看该作者
    那些动图太赞了,生动易懂!
    % n; @/ G7 D, d0 p+ }# J; x我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!1 r0 ~$ p7 x# M; K6 P
    不过也不能怪修车师傅钓鱼,本来的code是timing chain, 本想换了就再撑几年,没想到打开了,发现里面好多东西磨损了要换。再多花钱就不合算了,不过拆装发动机的$1500工钱是打了水漂了。

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    参与人数 1爱元 +8 收起 理由
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45
  • 签到天数: 2441 天

    [LV.Master]无

    10#
    发表于 2017-9-21 05:49:24 | 只看该作者
    面朝大海 发表于 2017-9-21 04:138 n" K) a- Q% H1 e$ o" z- d
    那些动图太赞了,生动易懂!- A- R- Q, D& i! m) b' \, x; n5 A
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    " G2 I( }4 r& q" F: Y不过也不能怪修车 ...
    7 I2 {  K5 }& f
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    3 E  f0 A# M; O) j不就是个盖子吗?
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18
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    [LV.1]炼气

    11#
    发表于 2017-9-21 06:30:03 | 只看该作者
    东湖珞珈 发表于 2017-9-21 05:49
    & b2 n: O( P1 t打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ; F% y& g- ~' X0 v不就是个盖子吗?
    5 \9 Z' A/ s1 w6 D8 _
    这个好像不是,需要把发动机先拆下来,再打开。可能和发动机的糟糕设计有关。9 z) B1 K' J, {3 y+ y* }
    大概需要三天的工时。我们自己的一个工场也是这么估算的。只是自己的工场现在开始不接这种大维修了。% e' r0 ]8 d7 ]4 W; G8 t( C5 ?% R$ `
    我去看了,cylinder head , cam shaft都拆下来了,上面都有磨损。可能是长期机油漏了我没察觉。
  • TA的每日心情

    20 小时前
  • 签到天数: 2898 天

    [LV.Master]无

    12#
    发表于 2017-9-21 07:20:33 | 只看该作者
    清凉山 发表于 2017-9-21 02:10, P; m. ?4 c1 O3 s, n
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    ( ~& \3 q# {  e) M
    是说DIY一些简单的事

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    参与人数 1爱元 +4 收起 理由
    清凉山 + 4 第一个4分:)

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  • TA的每日心情
    慵懒
    2023-12-6 00:54
  • 签到天数: 1562 天

    [LV.Master]无

    13#
    发表于 2017-9-21 15:45:34 | 只看该作者
    东湖珞珈 发表于 2017-9-21 01:31
    : B3 D% o: }7 H' l当然啊,在现代汽车上,自动变速箱是最最复杂的设备。现在那些动辄6速,8速的变速箱太变态了。
    0 Z2 F) a7 t$ G; l6 S6 I  ]现在都封 ...
    ( j9 A: s& y, Y! ~1 O" a5 E6 r0 G, g
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
  • TA的每日心情
    慵懒
    20 小时前
  • 签到天数: 1942 天

    [LV.Master]无

    14#
    发表于 2017-9-21 19:41:38 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2017-9-21 07:20
    * ^! h" V, Z" j3 A( ]! n, s是说DIY一些简单的事
    * F, b. N# d% v& X6 S, L0 L1 V. |
    下次俺车车出问题了顺丰给U

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    挨揍,你阅读得挨揍  发表于 2017-9-22 02:22
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    15#
    发表于 2017-9-22 08:01:03 | 只看该作者
    东湖珞珈 发表于 2017-9-21 05:491 K' D1 @" {% o/ Q6 F5 N9 d: X
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    & J- b0 q: w$ \& l8 e, d- m' [不就是个盖子吗?

    $ s% X+ H; G' W( U/ G东湖师傅,请教一下你的经验:发动机装回去后,我发现brake pedal low, 修车店检查后说是我的brake master cylinder 坏了,我就买了一个原厂新零件,结果还是老样子。他们说刹车和ABS也都breed过了,实在搞不懂为啥。说是可能我的零件是坏的。我有点不相信,新旧两个master cylinder都同样坏了的概率太低了。7 u% C% _( Z% Q7 }
    你觉得还有可能什么原因吗?

    该用户从未签到

    16#
     楼主| 发表于 2017-9-22 08:40:23 | 只看该作者
    面朝大海 发表于 2017-9-22 08:01- e. Q& ]5 N- b0 {% o# v/ o) D
    东湖师傅,请教一下你的经验:发动机装回去后,我发现brake pedal low, 修车店检查后说是我的brake maste ...

    + G) u. g) z! r/ F8 W0 @如果是刹车踏板要踩得比过去深了才能开始刹车动作,那么是安装的问题。许多车有一个调节踏板高低的螺丝,这些车调整起来非常容易。如果是刹车踏板踩到底后还慢慢地向下走,那么刹车管路上有漏的地方。
    ; Q0 |" T. |, s- X7 \2 L9 f
    / E$ W1 B( d# p( Y$ T# k6 L' F看你的描述像第一种情况,不太看好那家修车店。

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    涨姿势: 0.0 不能同意更多: 5.0
    涨姿势: 0 不能同意更多: 5
      发表于 2017-9-23 08:22
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    17#
    发表于 2017-9-22 08:55:08 | 只看该作者
    沉宝 发表于 2017-9-22 08:40
    4 Y3 M* |2 X2 Z如果是刹车踏板要踩得比过去深了才能开始刹车动作,那么是安装的问题。许多车有一个调节踏板高低的螺丝, ...
    3 E) O& O! Q: n* Y) `! q. |- b
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    该用户从未签到

    18#
     楼主| 发表于 2017-9-22 09:15:55 | 只看该作者
    面朝大海 发表于 2017-9-22 08:55
    " x. u* [( B9 a- Z0 j2 h是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    6 ^& R5 E9 Y- A. S: H+ S" X' d" Y2 E如果是第二种情况,bleed和换master cylinder是容易想到的。排除这两点之后的就不好修了,除非你走运,能够确定漏刹车液的位置。
  • TA的每日心情
    开心
    2019-1-22 10:01
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    [LV.8]合体

    19#
    发表于 2017-9-22 11:32:54 | 只看该作者
    太赞了!
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  • TA的每日心情
    擦汗
    2021-4-29 22:35
  • 签到天数: 598 天

    [LV.9]渡劫

    20#
    发表于 2017-9-22 11:50:39 | 只看该作者
    七月群山 发表于 2017-9-21 15:45+ M9 n) I+ Z8 S: v6 j
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    % a; M8 E+ p) H: d8 y现代的汽车?9 F9 T+ K7 @6 T+ u, a9 v) |
    这话有点歧义是指所有现在的车,还是特指韩国现代汽车?

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