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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
$ o5 W5 @) l9 g  y0 F) q- }6 S" m( P, L! F/ m2 \, S8 {* U* Z- n7 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。
  Z3 y4 t0 S' D- M+ m/ h3 k% M
& K0 P# l8 _. L; e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。# y9 q9 O3 B# c+ r. \7 z; `

: U7 A  u" I, \. z( G" F, r  Z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)。7 n5 M7 ]& s3 Z" D3 ?" d& a3 i

4 X4 F* B7 C" U* Q0 b
1 Y0 J3 {4 ^, _! E+ d% t( L
; \( f& ~$ n: x$ H9 g- d% _8 H          实物图,不含行星架% i* s$ d- ^3 \' S- b: l6 U" g8 G
* D- d) [% O  v( n* j
7 |' e7 Y8 j( @; D
          实物图,另外一个角度
$ ?3 F8 \" O. c: {: C9 g/ _0 i. _* w

& M0 r/ \& T( p* f. j5 }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。
; [' @3 M  i4 E' E% B0 j. Y5 d3 ]8 j
' ]0 s$ J* h: v- a1 E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。2 |& J1 T+ A2 y7 [4 W8 w6 ~
. _) K3 U- D- q. W- ~3 I% v
: c& f5 D$ \8 f* m/ r

8 j; M! Y8 K* f7 Y9 }第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
4 y1 H* O$ E* [2 D# g& Z" W5 F$ l) O0 Q0 _/ h  w4 V
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。2 D  a; k* I5 H2 }' T8 }0 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。0 h: J1 {' j; d( S- m& n  s  \
1 E! T. N: b: G. M/ A
4 K  L4 O& y3 z; x/ C4 t/ H. m/ 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:
3 d' A# E4 Y& x$ X/ x# w①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
# {+ Y) ~' ?: c$ O0 S6 `②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。8 e8 r( I5 I1 y: d% q) Y- j
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。4 F0 ^# N; X$ m3 ~! H
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
: i* P3 p1 j6 K' }, x6 j⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。8 ^! \2 J% S; T3 T
4 _8 K+ j( e+ M( c' P& q4 `8 ?! t
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。, Q' D; q$ |( V, l
: W$ A- D- l) {4 Q) H9 ^( S

1 h! I/ M6 W! g, ^0 T现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了6 S# a( e4 j* ?

! ?. B  k9 ^( R& K: ^0 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
% C/ N# Y, n* K$ {* d5 Q" N/ Y, i" p* Z: S/ {8 h/ v' {* t
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。
% H3 x& \- K1 z% p3 _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
( Z; j$ Z$ l5 O2 q  E/ y如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
5 x6 t$ t' X! b5 w% f8 H一句话:丰俭由人
" m0 I+ ]) u4 G, D# D  G9 }- n7 O. b1 z* T+ s  W

( U+ q8 c8 B$ d! H- w/ J
. ?1 q" m" c* ], a5 }. d' @

评分

参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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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
    $ H1 ]7 x. R% ?7 u' R+ {9 l! o' P  V, [; d+ H' n4 i  U
    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
    7 小时前
  • 签到天数: 3333 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
      T9 W' c& W- W
    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。& Q1 L) q  D4 ]/ a7 j8 d! r* I
    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
    ' D. @( Q) s2 e4 B跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    8 P2 h8 n$ f- u2 I3 p- q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( {! b& D! [$ d" ?
    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。
    " E. p  b( C* T7 p: I( t( H我干活的时候就是一边拆一 ...

    5 H+ H8 |7 F8 ^% f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
    2 ]) A# y( t6 G% u! }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+ v! e  M" _& E2 S; w! ]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。) C* T$ z; A' X+ `# ~1 q
    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
    8 小时前
  • 签到天数: 3057 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
    " B) D2 g4 @7 ]5 ?$ y哈哈,经常发生

    / W9 [6 q0 L9 ~7 Y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!
    & u( k6 M% R: V, k! u9 k: e/ h我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!8 k1 M1 s4 y* K: k" t9 c+ s
    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
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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
    ' A. X# |( Z' a/ ~* {那些动图太赞了,生动易懂!( ^( g) ?: t# }: ^6 H; J
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    ! H+ E0 V- K& r; n  ]2 J不过也不能怪修车 ...
    ) H. y; _# z, X- i% P0 \2 B
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ! K# O0 ^0 o4 Y$ G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 05:490 ?  [; T( y) ?$ u& a  y
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧, p. W! x4 d' A1 y# ?
    不就是个盖子吗?
    ; ]" R4 y6 Z/ ^* g$ h* [9 H# v
    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。* ?0 B/ [0 I  r% {9 y+ r
    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。0 H7 g) p: ^3 ?2 B" 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
    7 小时前
  • 签到天数: 3333 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
    * z' _% W. j! ]$ v天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    0 V' U! T+ A* K' @. U! x% D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 01:316 p, p4 c; _9 ]
    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。
    * d* |/ h0 w) z现在都封 ...
    3 v  U+ ?2 v  b7 R, T5 z7 n, a1 H
    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 19:36
  • 签到天数: 2178 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
    + e7 `6 Z% ~  {8 n7 X8 Z% B. A) r6 E是说DIY一些简单的事
    ! H7 g1 H0 Y9 J4 G# w
    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
    2 n6 k- r' Z; y! x打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    $ w! i7 H1 F$ o7 S不就是个盖子吗?

    , a: y7 |0 v# B% ]7 ~2 X% u4 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 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。3 V. v1 W3 g" s( i: \
    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: z2 x, X. L2 s; A! 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 ...

    . Y/ u$ _" \9 g' o6 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,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 l1 z! R8 a( X8 I5 h, w: G7 d) S2 D: Y- f
    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
    * t: t+ y* _( G- N: g* e1 N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, ...
    ; m* N5 x) @* D" n3 B3 P
    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
    & U9 d: F7 W! {$ y3 A+ g% e2 g是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    " N. G' C, p4 {( J0 f, c! s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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    擦汗
    2021-4-29 22:35
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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' E1 w+ N; ]) q5 Z0 v3 r# A: N
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    " {5 x" v6 {+ h$ L
    现代的汽车?
    1 V+ b" c: {+ g" 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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