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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 1 m2 m( e% m) f8 D. Q4 X/ o& M( ?
/ |8 d6 U2 R0 U- f" a
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。& n7 Z2 r" C4 n9 O6 e. A- h

8 @. {# y- X: A- a7 c+ s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。
& ^3 O* a! L" q( c% X6 u' M, P6 G: q' G7 `" W( _3 l) F4 I" x- a
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)。8 l* U/ _, S& S# O* i

6 Q7 I5 ]1 T3 {0 j; i" i: `, l/ P
: p3 x" _# Q! b- A9 h
8 y. S7 H. R0 O+ r          实物图,不含行星架
; Z% z5 ?0 X9 U# m4 v
% @+ ^+ U; y. ^4 K7 c* f# R; U4 ^' I9 b8 U. ]  z2 n; S% ~
          实物图,另外一个角度" _3 G* A1 I' \1 W/ D7 z

' }. s& I2 c- [1 N! v3 P% H6 f/ J
6 W! t* ~' ^5 z. }; r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。
8 z5 v% @' |! k! w2 G3 L8 b* G0 g8 Y# n
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。
& |* p3 b. p  a' J" Y
$ w" q0 o# U: H& T' T% Y7 Q4 o2 @  Z. c! {+ {) H
3 t& U* r$ y: u
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。. k4 q. X) V1 |
" y8 T1 L' Q" p" Y$ |
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。
0 N. J, ~7 r, G& ~# _, v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。
! t; ?. F1 J* n0 A
3 Q& C; e  c% u; f% I0 m% C3 g. |: b) c
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:( u& H7 K6 k% H# ]
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
+ D  D  U# Z3 V! r: _②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。0 {# Q  e! P+ S, D- L" _* B5 s  @' b8 i
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。. s. |; k/ D* F: m& b# O3 V0 A: q
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
6 P- B$ g9 p6 R, {# {* `⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。2 ~) X1 s: V. {3 s
7 `1 T9 J+ q& R2 k
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。
$ P/ q4 w6 r, B" i7 Q
+ b- {7 U( z/ c9 U! s! ~
7 A. e$ a( j' a5 h9 K) F2 K现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了2 J$ W7 P. P- l7 R% X/ o+ k

, u/ W0 _. T2 y( P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 . n! X# m4 D& f$ Z% H
+ Y* r5 x0 @& m$ j: V
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。7 B' H6 V9 U& D2 H3 }1 G* X
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
9 i! O# _9 W- |/ E$ q/ B# d  P如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#14 V# N' M0 J, Y. _$ r$ J7 w- P5 P
一句话:丰俭由人( p0 V7 p6 \, s+ M4 l/ z
" j: r( O$ H# P- P/ L

' z: L8 {  Y8 S5 y# S, X1 ^, m7 A- ]/ D- C& Z0 }# `/ y

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参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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    19 小时前
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    [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 1 a7 C, L+ o" u9 }2 x! w: N
    8 x% m2 P( Q1 M  h, e! ^
    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
    无聊
    19 小时前
  • 签到天数: 3397 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
    4 k1 L3 z, ?5 X! B! Z3 |; W
    哈哈,经常发生
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    奋斗
    2024-3-8 05:45
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    [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。" p6 f3 s: s% A& x- n7 @9 e0 U
    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 u2 B+ U
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    $ g0 G9 F3 Z; s# 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
    2 d) g. v6 S2 h: F, q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。# f9 L$ V4 r- V
    我干活的时候就是一边拆一 ...
    ; L. k* z) ^9 c  j0 k5 |" e
    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 00:320 `( V" c" h: H* O% r$ M. b; A! z
    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$ u# O1 U" F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。" g9 e1 Z1 N( U7 w; U" r" R
    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
    慵懒
    21 小时前
  • 签到天数: 3151 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 23:53* o4 B: r# x7 f
    哈哈,经常发生
    + j/ a! i/ `' S3 J  L
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    点评

    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!
    6 |, r1 h/ y! Z+ B) _! S我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!7 X  e; _. i2 N. |/ e* X
    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
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    [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 04:13
    5 k( M  X( G3 h5 V! _那些动图太赞了,生动易懂!9 R: w" p* B8 O+ q; e. m+ F9 Q
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!, Z; e7 E, ]$ M: ^" i- L
    不过也不能怪修车 ...
    % G8 h. F1 t! @. |2 _4 D- r
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧6 c6 _$ q" L) i% m( g& e
    不就是个盖子吗?
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18
  • 签到天数: 1 天

    [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
    8 X' l/ K) _" D( ?8 }/ c7 j打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    0 j  }5 ^0 E  w6 |, ?9 v2 R不就是个盖子吗?

    - M3 u5 |# x3 p$ H' m3 c5 n0 Q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。
    6 V5 ]+ r- m/ _: _  n- V% 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。) N  T7 {8 I; T9 V, ~" X
    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
    无聊
    19 小时前
  • 签到天数: 3397 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 02:103 y5 a8 H3 c6 H  K. d  K4 Y) w2 p
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    6 c9 F/ b; \- X$ A; D% M, u0 w
    是说DIY一些简单的事

    评分

    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/ m" u  F) t2 w, J1 z  ~
    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。8 }6 w4 H5 V5 o. g$ `3 w9 v. s
    现在都封 ...

    1 j4 M; v9 l- [. Q+ y; e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
    3 天前
  • 签到天数: 2232 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' R* g( b) D+ E3 l- r
    是说DIY一些简单的事
    # h. x6 Q* n# A: x; @  f
    下次俺车车出问题了顺丰给U

    点评

    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 05:49
    ; n& {: m8 j$ t, x' Q! F打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    8 L& n2 ^! k" Z. n7 _7 X不就是个盖子吗?
    # J0 P: j3 Z( z& a  k4 z6 }: m& 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。
    1 j$ H6 \8 s  Y  z  d5 D* u% N( Y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
    ' u7 {& ]# B# |, I, P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 ...
    9 Q! e2 O+ {& ^( |- g# S
    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。$ S! j! v1 m- S! ?# A: o
    ) i# B- @' g, T
    看你的描述像第一种情况,不太看好那家修车店。

    点评

    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# z3 m; f5 X7 ^! K6 n# |3 [8 \
    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, ...
    5 K. m5 F; Z1 @8 s* k# M
    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
    7 G! p; X1 C: v! m是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    ; v& B- H  c! o" i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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    19#
    发表于 2017-9-22 11:32:54 | 只看该作者
    太赞了!
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    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
    1 ?- J2 o3 v2 q2 i# E现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    1 D6 v6 h7 T' u; s( N' h现代的汽车?
    0 Q( {0 C+ G) s& l) Q9 G& I+ ?+ c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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