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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 / \; Q2 w1 n$ ?5 Q7 H  P: j5 {

* e6 L2 M$ d7 Z( |! ^% f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。
- L$ ~. a$ z3 T# R) ]) b8 Q) C. p; O& ^; H
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。
$ y# R! e& H0 u+ V* E
" i6 U, M- U( x( ]( }4 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)。$ z0 t$ j. [. T3 E  ^$ d6 K8 a

  L( \, U: K! b: ?4 L, x4 q
3 T% P! V; `$ k/ a7 n+ a8 \: {- F8 x) N' y* e
          实物图,不含行星架
  L3 P9 L' ^) f/ \7 \. B' z3 S0 r& T( Y9 w. D! U8 W& h; T3 r+ B

& i/ H1 {3 Q* E6 h          实物图,另外一个角度
9 X% |. K, F9 ~/ W5 x; n0 a: z' G* o7 L+ o! ?! Q- V1 s
1 I, q0 u' S% H. N; P2 m
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。& }7 Z- a$ x) x. h3 K) B- R- {
5 j3 ?; D3 G& M, U) H# {
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。
# @1 c8 T+ k( ]2 D8 X6 ?9 U9 K2 D- I& r, J& r
# Q3 B% y+ T# n
& N, k" J8 O% U' S: ~6 F- _
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
; b8 Y+ }! Z4 Y( O
# k) }. m1 E" H) B1 h' s4 J# ^% A+ D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。4 e( w- N- R1 l% r
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。
; a! @$ H0 n: J, o: i) n( h% X5 k+ b+ A; z: G" K* O

  \( p" ]; n- t( m7 W3 o/ h! a) a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:
6 A' X5 v6 }- ~# l8 L①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
$ ?+ T6 A4 e  R7 F: W$ P5 f0 J②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。! g/ u0 a$ [+ z  G, \- G
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。; Z7 l4 R# K9 K# ^
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。, Q8 }" Z# o. c/ \$ s$ }
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
% F8 O$ U4 `1 O7 V9 s3 k+ E+ V- p- {. C$ d
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+ _; N  S+ |8 j( \5 Q2 c  ]

0 I* K0 U, \3 i7 _& B: O
/ \$ }- h$ T, ^. K现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了3 T$ g8 I4 ]& j( }. I$ `
; Y$ j6 {. w/ T+ }
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 * O; h% ^$ Q4 }

1 k4 C: m, F+ t+ o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。( }5 X* ]! ]9 z. _3 s$ G
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* {, [6 |% c& L4 w2 U- \" e' V
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
) u7 H( J- X- T一句话:丰俭由人
* z) _; D- ?* D& b. ]" ?  V, \: h) P# ?* K
% ]- ~9 @9 V$ d4 w. k
% m1 x" Q3 ~4 ~3 s

评分

参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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    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
    0 R" v2 ^' p) I9 r' v- a4 L1 E( ]  V0 d. D6 J9 [# ~
    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
    郁闷
    9 小时前
  • 签到天数: 3273 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
    9 t. ~3 D! I1 I- F0 T) d: I1 d7 O
    哈哈,经常发生
  • TA的每日心情
    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。1 w1 A  B" A! g4 F0 {! w$ O: q
    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. l8 a5 }; l9 \0 A# k& o
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    5 k# C* ^/ \5 N' v6 i; s( m. O* _0 n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# \* D0 o8 S( J" V3 X- {
    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。
    ( n& `5 ]5 o! h+ ^/ Q9 [  u9 j我干活的时候就是一边拆一 ...

    9 O  f" a3 a0 c2 o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 00:322 v* C' [$ e# l' Y
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    ; h+ O9 K2 j( d4 x+ |/ B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。1 s6 |- v+ x5 X. {) v
    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
    2025-6-20 00:32
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    [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
    ( N- E1 s4 o4 X. u9 D9 t# K/ E  P哈哈,经常发生
    . J/ [( P+ u. Z, Q9 r+ i
    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
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    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 ^# k9 S6 ?( p- F
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!( ~9 a: c3 v2 o
    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
    燕庐敕 + 8 小小补偿

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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 04:13
    4 n6 g  O0 R5 J1 c4 z, s+ g那些动图太赞了,生动易懂!
    " k. ]3 X; M- q/ ?! X0 ]+ Q" ^- d我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!) t) N  }" b, E& Y
    不过也不能怪修车 ...

    6 a0 r1 J7 g* T) o打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    , a( R  B( F0 H( F. A" }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
    ' U2 n# u( U* S; ]打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    $ g# Z$ \+ F/ h不就是个盖子吗?

    1 t6 J2 G" g* H2 W# e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。5 `6 D$ y, f0 \6 a7 I9 k
    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。) w2 M6 ?( e% B6 w9 R2 b
    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
    郁闷
    9 小时前
  • 签到天数: 3273 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% _  O) l" N3 E1 t
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    4 [8 Q6 P6 f$ B1 [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
    0 q3 C; Q" Z* z7 g6 z# v4 Y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。9 s' I8 q6 j% t- ~
    现在都封 ...
    / N" F# d  G: c* J  f
    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
    昨天 11:01
  • 签到天数: 2126 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- f! g" K. y% [' [/ U. V
    是说DIY一些简单的事
    2 e' }( a$ H# M) K$ N/ _5 F( 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
    ' v1 ^! K, \' z& Q. W& I/ @打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧  J8 t, g2 ?7 Z8 s2 H& Y9 J- |, G
    不就是个盖子吗?

    + {5 s7 S# h; V( a4 T( 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 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。
    # x; Y: B. C  V) k+ `. q- f+ A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
    9 A/ @* I; s) E4 Y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 ...

    ; s5 j* `; N5 ^. c; p' m$ G# a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。9 V+ ?2 V( i: s- [

    3 e; x% d9 D" W# |+ A0 }+ V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 08:408 m6 N. l  P) c
    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, ...

    4 N+ X0 w) C* q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$ z" W7 D/ F( m0 @
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    6 i5 w% r* L: ^# o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( \! e: f! {# R: R) e( S: X# G
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

      w& U2 S" x: b) c) |! y现代的汽车?
    0 v! K7 k" w1 p. Q- ]( \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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