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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
) O/ t  F0 [* U# `) R* F% H* r
, {8 n# [0 s6 h9 u9 n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。" F4 ]6 M8 J/ M- z
; U0 }. m, H7 @
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。
; j* [3 G, ]9 ?8 c' {& \1 |# i2 v0 P8 X
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)。
0 U/ d- J. P8 V4 G" p, ?! q* M$ c2 o5 V- H

% n! m8 |! X0 R& ^' U$ F+ y/ j2 I. r1 V" f% m
          实物图,不含行星架
% T4 Z# n6 H) X% W; L5 C3 I& B- J$ I5 d/ E

  J1 x2 S( R0 c4 F9 p$ I          实物图,另外一个角度
, k6 ^7 @: F2 [! W( d4 `
* T+ x2 v+ Q9 O6 V
" P/ Z; w# W' [8 {% {: @0 h: }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。
5 w) p1 h) j- M8 N, v, B
2 z# O& z* ^8 J% G+ c) a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。
8 u) R6 v  R$ E0 Y2 v% q/ m. O: ?% A0 N0 \3 ?0 W

; G. J4 q8 b) h4 h: I" j$ P5 ^; y
' Y6 V. E8 }9 H第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。3 i% J. x, C$ e+ }) f# y: E

2 T- R2 C' @! a9 S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。( F* |( o0 T" j0 O0 ~3 j2 A
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。
/ {' v  c, i' y6 P) x! l8 Y- a: U7 S1 l, @; e/ ?. f. e
# S6 b; e, d- i, v; `1 n
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:
7 _( D/ V7 |7 C& V  o①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。0 `: n- |; W4 C8 w. ?+ M: p4 F
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。) g' H6 E0 v4 H9 ^6 M- a8 k6 N
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
* v; o5 m( E& \* i7 s# ~% L, z④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。# E4 I/ j: F+ o( ~7 D
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。; I# z* S( B9 a% ^8 l. G5 ~
" w6 Z) Q3 l6 k- U. o2 h" e& P' p
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。
( {6 A( |) `6 A0 `) ~& s' O/ {& Y
, t1 e; {% _5 b2 J
8 Y- @) ^6 f4 h: {3 _3 @现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了- D5 n4 o, [0 L1 o- x8 \
1 T% x% q% L1 W
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
  K& q. ]8 x# _5 G5 `& S5 W, c; E! i/ \2 p/ u. a/ f3 s8 p
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 T/ r9 i+ d7 e' m$ 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
9 ]! I2 ~+ x* m, z9 P3 E# U如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
2 p, u" d# ]+ Q/ D9 G. s一句话:丰俭由人
; ~& d2 l3 z2 T! q8 k9 K# X8 u9 b$ E3 \* p

6 ]1 s, [* X" k' i9 o4 ^2 h. X
1 T, y# c* A( T" J4 i

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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    奋斗
    16 分钟前
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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 ( S3 U/ A, ]2 o1 D; Q" A

    * i4 d) W4 v" a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
    奋斗
    16 分钟前
  • 签到天数: 3398 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

    ) ]# z6 z$ p3 }+ \) G2 r. E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。
    4 {7 n, t# i7 B9 I! Y/ x+ K' `, ~: r" j2 S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
    4 A) d* D0 ^* G2 q+ M+ f跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    4 K' S2 ]" @4 h! k/ R9 K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
    % C, _. b( k. W6 S, u6 ^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。
    9 x5 V- g( V* m6 w- }; c- |我干活的时候就是一边拆一 ...
    ; z$ ^3 ]+ e/ F% v4 s" J6 U4 x! I
    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
    , P* K% A" R4 j4 @* C! A自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    % F: r7 s+ T8 l/ ~& a8 U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。
    2 j+ ]" v7 o" o( ]9 e& ~* |# n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
    昨天 00:11
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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. T7 h) t( n4 Z! ?: Q  \6 V6 G+ d
    哈哈,经常发生
    9 z1 U; W# D3 I2 h
    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
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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!& j/ g/ ?. m) N7 R% e0 D
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!+ n) C0 i' D/ v
    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, U6 }/ k! K; f
    那些动图太赞了,生动易懂!, ], @: i3 ?8 n! v8 h2 a- m
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!& y: m2 i, F  V) P
    不过也不能怪修车 ...

    ' L/ X: n" `- Z9 t打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧: T* R- \/ 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
    + n8 v$ `0 ]4 [0 [( u& ~打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    & X* o9 m' W' |7 m9 ^不就是个盖子吗?

    / H6 Y" D( `3 v- J4 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。3 C4 k7 x9 \& G; n: Q5 S
    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。$ i( ?- u8 q$ S# u
    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
    奋斗
    16 分钟前
  • 签到天数: 3398 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+ x. R; N  f) X- p" l
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    " w5 F3 q* h% I3 n! r# N6 h  k  s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 01:315 Q3 e+ s4 k1 U+ u0 e# n
    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。5 R% u% v# S. s) x( U
    现在都封 ...
    2 N1 ]! t( g" G" U2 w
    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
    4 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
    $ e. |- W2 h! N8 T/ |* o! H3 I是说DIY一些简单的事

    + q6 g9 ?6 f8 t* v/ b8 A7 c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
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    [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
    7 o# V) B2 N# _9 G& i. h打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    / r4 _# M0 p6 P" Q; t不就是个盖子吗?

    ' p3 X+ s* o$ b5 \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。- p. b4 ?8 c$ b! {/ o9 p' Z
    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. W1 c, `8 n9 g; q  p1 q2 f
    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 ...

    * k& `# I! j/ h( i( 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。
    5 F7 D. E7 D3 ~; v% j& m% N1 w7 P
    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
    * b3 q* l5 V, C' X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, ...

    : z! v- X$ r  w+ d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
    - m3 }* f+ |, z8 N9 B是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    1 H) F' e/ r6 z9 |0 x
    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
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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
    7 ?2 G: R& j. ?现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    . d8 @  I* ]" P8 H& A/ ^8 U现代的汽车?
      ]9 ]# x+ B& g; K% t' R5 x. [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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