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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
) m1 r) Y, \. [4 U6 v3 w4 \* Q+ f" J' o  l
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。
& G9 n  o/ ~/ y+ \, U2 L# D9 @# F9 ~
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。
' P5 D: I0 _1 D+ l6 ^5 @" H! l7 S* ]* 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)。) z! q6 Q4 b* I) I7 S. ^

5 z- I2 ^& }5 c  |( x7 B2 M& D; {# _& [) p) R, ^4 {0 T
# {4 ^$ x0 X0 w5 g' {4 `& s" n
          实物图,不含行星架7 W+ Q  W. j$ F/ U" s5 E

; _: P4 E0 _6 e+ D* @1 m2 Z& z) b* g9 a# f; r
          实物图,另外一个角度7 V! X2 Z5 D1 M, u

6 a6 N2 f: `2 ?8 k  _; ?6 ^6 f+ f( B, k4 Z* \
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。9 E! A9 ^4 T- w8 P8 X! h9 W

& r% \) y6 D1 c( F+ f/ P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。
/ D3 Q0 k/ s$ I! c: z# ]
0 u2 O# p- S: \+ n- h1 K, ^" M, X+ u( W" w

8 @; j) q5 g8 v0 ]6 U( b第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。3 l! E* i9 C3 O2 a8 ?

% V. ~4 ~7 o3 ?6 n: Q9 |  d4 \- z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。
" K; ~& s4 F4 M* [5 I6 D) @" ^% J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。
$ I$ s$ F. x  ~9 [1 h* U1 q
1 }/ e% k2 ], K  b
0 d5 y% O8 Q# g, R4 s9 t" ~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:2 f9 x+ O5 e+ D+ O
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。. o( N0 ~6 j2 _1 |
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。) f3 s7 x# g- A1 i  S4 s( {; Q* d
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
- W5 j, }  n$ L! @/ }8 p6 g" H④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
/ Z: E+ i: U, D⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。4 ?( B! J. ~2 i# p8 F

9 p5 X+ X! \# ^4 F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。# l% I! q6 e4 v5 ]- n
3 B; F' `  v, J! b$ l; L/ a$ u
) n" {; v7 C4 y* E# N  |: J* b7 S
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了- q9 S* V  A! g3 B2 {( U$ V9 v
  Y/ P' L  A; P# v, M3 h7 u
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 - X. |0 h+ s% U# u* I

# e. {) G; k$ v; W- I4 j0 K% \+ Z6 l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。* Q$ Y9 a+ O0 s1 D5 ]
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( k* |1 A) t8 W$ E. ?7 d( g( ]
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1& j6 M+ i! v* i) J# X$ }
一句话:丰俭由人
) [4 J( r7 d: n  g# S9 D% m9 c( v, j" r  z0 o: p3 f* T

) z% X3 o. N* O1 t8 L" l! q) _

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
九麟居士 + 4 涨姿势
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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 7 |' P1 M5 s- R# ^! ~  o' d0 P& u7 r
    + h1 R, m: Y4 H( d
    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
    2 L* p. i3 W- G4 M) ?
    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。
    + m) ?+ \$ y. M( S* Q6 s9 Y( z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
    ' I$ c: d9 t4 ?, k% p跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    4 V# S( K* i; [! h4 q5 V& o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: U* r7 m' b$ v; W
    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。; K: T8 `1 c; n+ s; X
    我干活的时候就是一边拆一 ...

    3 _. A3 Z# q# \' I& F/ J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
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    [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 00:321 Z2 N. D  K! I, 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。

    $ d6 g2 K" k9 H4 {/ o! c1 L) 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。
    & Z' I5 t7 R! z8 j: U( i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
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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
    2 [) o" r* h6 d哈哈,经常发生
    8 J1 g! _2 L0 S8 S
    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!) G1 T! ]# C* ]8 A; H0 d4 s* L
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    ; f! U- M7 Z1 x0 w" Q6 `3 a$ 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。

    评分

    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! w$ B5 q4 h, F: l8 f$ N. T# T# u
    那些动图太赞了,生动易懂!
    # ]6 c$ _* q9 r1 m% G0 l我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!; |0 N3 k1 `& l, l
    不过也不能怪修车 ...

    3 K+ U9 o7 r! @- R9 c7 z打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    2 r: R  V1 |6 i; n) B( u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
    % @) B5 |* {. G& K( o+ j打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧9 J) A! b$ j  v
    不就是个盖子吗?

    1 S% k- R, a( m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 i/ e4 ^/ M, {, _& E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/ ]3 s  [- F$ j+ T6 V  ?& l
    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
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    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 02:10' P" @! E: p& L
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    , l$ L0 Q" E" ~; h5 x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
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    [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
    & \: \& T$ p, [6 ]+ v, v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。
    : G- _( U# C& Q5 g8 l1 M现在都封 ...

    0 h& W" ]' C. r9 \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
    # a. u& [) ]; Y) I+ f是说DIY一些简单的事
      k( N$ f/ f: R# _: X& Y; ]4 `9 ?
    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
    $ }1 d: S) s; i打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧+ t# h5 |" v/ v+ a5 d- N
    不就是个盖子吗?
    8 t2 t' I& b/ L$ ]; R& }
    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。. w6 R/ c  b! V+ o: l$ B
    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
    5 O9 x' a$ B, \* s- A- A4 n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 ...

    $ [1 I# z4 I  D. `, z* y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 n0 Z, u  Q  q) T; x$ e0 t; D+ E0 g
    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/ i( ?2 N& H5 Q$ ]6 e
    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, ...
    ( k- c( k+ a/ y# {& C, i
    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 08:556 K- N& W+ t! f2 w% G+ d1 m# H
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    2 b; W7 _: S8 P5 r0 s, D
    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。
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    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 15:453 g- G$ y- O/ L' A3 ?6 s7 X
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    ; j8 T) e9 o( A8 q" l# N
    现代的汽车?9 B- ?, ?0 I6 f
    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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