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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 % t) n# q- r6 D% _2 Q. ~7 H0 q8 q

; L  i0 [0 I- I' x9 O3 ]9 P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。; W, V( d, U- i$ x1 @; c
2 s0 j' E1 `4 M7 _5 z" s+ i& I
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。/ c3 M6 n  G/ l2 u& s# c
; V+ \$ J' A2 l2 D1 u! S  D
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)。6 |( I7 ?: c+ b% ]3 e/ h# a
9 z9 q3 C  P9 C/ l8 e+ R/ p7 `* X
  A; C- e$ A2 _, n7 k+ _
% w9 j% d! y, ]6 a2 |# N
          实物图,不含行星架
/ c/ [4 V7 g$ @+ S7 K8 a* G5 r+ e: a4 f* U% A3 x( K" \) d& q: S2 F9 a
& q2 }) M2 ~) ?  i* H
          实物图,另外一个角度
' J* Z, E8 r: V
! ^3 L, Y: y8 T
8 V1 F( R' s6 \! V* q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。
4 e- l* q! I8 D9 D  Y: W( N$ H  @/ N5 L
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。, K3 p9 E/ z8 ^, I4 h
2 a# D; x+ I/ @5 W

  e1 Z2 C: a& w5 L+ M
/ a3 }0 l4 s0 H) C- d+ V* Y5 {第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
$ [/ V& K: Q1 o0 }* j  m: m! j/ M+ n! S2 o" H* u; s5 n: |
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。; a" e; q- q, v1 ~
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。
6 @3 _1 Y! y5 W0 d, K4 E* f. z" Q7 e" [0 ~, ?

! \6 i* a7 [1 D* [. g1 R& 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:- h0 V) P9 b. s5 d- c
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。7 s# B/ p  Q3 J
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。. t2 l8 ?  d/ `
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
( H! `' _3 q) S1 V: `3 Q④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
% n0 b( r$ X; S# r7 X' ~1 s: H, Y⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。" \! x( d+ ^  e/ q6 V

5 L) m! n$ b5 o& o7 ^; ^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。
, y3 F  u' d1 W$ U% K" \9 Q
( d. U( r0 {. k( B
% Z& E7 }3 z% x现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
+ A0 h# ]( V1 z( o1 x1 t6 a: ^0 V6 Y( e
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 & i, C  c4 \8 a
8 g5 a" b2 a% m9 p( q) c
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。0 g1 r2 k) ^* y5 j% J
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( x! C! O9 T) q0 a; c0 q# O+ L
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
: Y  q; _9 A7 T# F一句话:丰俭由人# a& G- C4 p3 @; q6 D: ^4 G' U! d

5 R; ~) [; I) g" C
1 S; g7 M" n3 Y; R4 k
( v6 F. }# A) i/ G4 }+ ^1 t

评分

参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
王不留 + 4
清凉山 + 2
xzhangz + 2
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燕庐敕 + 8

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    开心
    半小时前
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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
    3 F5 m( S% r! Z) e. D" {7 u' G. J4 ?( u. o2 |% }
    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
    开心
    半小时前
  • 签到天数: 3518 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
      X, ?- R) s. t# r! t
    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。5 V) a: p7 C0 I: C6 w+ I5 J
    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
    ; O( ~: W3 P0 g. e) Q$ W跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    4 v4 A# B2 W- j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
    ) \6 X2 M7 ?3 _' \& T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。
    # e2 i# Z9 s! |, ?& M/ I- l5 d我干活的时候就是一边拆一 ...
    . Q# X( Z$ H2 i$ a* B: a8 G
    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
    ' Q3 [. m2 \$ [, N( P0 R自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    " @* `+ X, Z0 o9 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。# z6 i! Y( r3 m  K! p: R$ b0 T6 r0 t3 E
    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
    奋斗
    昨天 00:34
  • 签到天数: 3268 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
    / q) @+ V% O) I; k哈哈,经常发生
    * ?2 _4 k/ W. k9 }, U3 R2 y' j
    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!
    - R$ W2 g6 m0 y9 E) i我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!! b" `5 X' G$ ~& Y# h: H7 P9 c
    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
    $ j7 ^; q5 R; N3 X" p$ O那些动图太赞了,生动易懂!+ l/ O, Y: Y5 B7 x0 D3 C" `+ l
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    # X8 \# `9 J2 P$ O$ V- ?8 S不过也不能怪修车 ...
    ) z7 q- Z8 Z; x
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧/ ~% h* a9 X+ f% X1 V; x
    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
    + y( x* m/ Y; d# ^打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    , I. U) k" q7 Z; W9 i3 |/ X/ R不就是个盖子吗?
    ; b- ~! f6 k# K5 ?8 x( I* k
    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。) x( y" _% W  U+ P' N/ _
    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。
    9 w+ U+ Y4 b# s* F( A, w# V2 e& ]1 h# n* m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
    开心
    半小时前
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    [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
    ! ~. V9 V9 {4 z4 q9 E天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    / q+ J4 {! ~. q5 a0 t
    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' P% ^* @! I- k
    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 o) f$ r( a& k9 A% M3 r4 Z
    现在都封 ...
    8 \& X- l, ~- i2 t1 h3 j
    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
    2026-6-27 09:25
  • 签到天数: 2303 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
    , I$ @( J+ O+ {0 `+ |4 U  M4 w2 E是说DIY一些简单的事
    ' e0 X, J" n' O! Z9 i7 [) ^4 {8 G
    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
    : `  u3 h) R5 E4 {' ]9 x; X/ b打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    $ G6 }" Q- S$ Q( u- B' _  D" M5 x; s不就是个盖子吗?

    ' p* n5 u9 g0 R4 l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。* W) E8 Q8 {# F5 _2 [
    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
    ) I: a8 L6 Q3 }0 K1 Q2 W" E' Z4 [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 ...

    6 I; m6 n, t3 |$ A! [! |$ b) o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。
    * t1 r3 K/ _8 \( ~- [; S
    ' l+ p3 q, L6 ?+ y% ?; ~% A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# H" \  q% \; t% u
    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, ...
    6 ^% I- Y9 I0 K- x2 X
    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
    ) ^# W1 I4 h* `! N  _是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    . ^0 R7 R4 Q# A- ?* w
    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
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    [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 15:450 `& @/ @- _% f: v: V7 _7 u
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    # d! g% f7 U, r2 v; P现代的汽车?8 |% G+ q( c& c. M+ G
    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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