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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
+ u. J7 q/ a% a/ H: K
4 }3 U. a* n9 [( G& D3 V1 ], [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。; J3 S' U7 A. g8 z
" E6 p7 U: b% d% n& B' N# I5 E% o
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。
& `* `  ^2 O) _. V6 q- ?# N$ E# S3 _6 s( `7 m) C7 m- Q5 O
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)。; c" b# w$ V  r/ c9 H0 P
7 g7 i% ], X& _. k7 |( r2 V; @

+ L6 w" k. m6 ^; x' {' ^5 [: p: v- a# d: p, n6 e
          实物图,不含行星架
$ @' y. x8 D" f: f
# @) E2 H; d' _: A. M
+ v! E8 r. V0 V+ f& {& H1 K          实物图,另外一个角度
. f" |% q% m; w& g! I4 b$ d3 `6 o: H3 J0 z5 l. N

! n; I& s% ?' ?) N  a, n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。
8 k5 t& R# w) ]/ a) U- N* u# f( K  I
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。
  {' k& P* V+ s8 `8 F. W
: y& _/ x. I0 W6 h# i5 A
! Y& c6 J' B* s. ]- C" W2 i1 w3 T7 K7 n( H; n
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
0 b8 z4 V. H' o0 C/ G8 f! W, W2 j# b. y0 ]' |/ K! c  ?3 f% b
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。
! u; H! O4 [: a6 `' G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。: F3 e6 P0 g! N- a5 s/ q1 e$ U  M
+ E4 j6 W$ a; R

: s+ w1 P5 c, Q' 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:5 k5 c% O$ w$ l4 I: l
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
0 }7 @3 v7 L7 E" s; i1 d②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
4 x+ p/ `/ B, [8 A③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
! P" b$ b# f8 `% f* F& [④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。  ], S  j4 C. G; t4 O+ F
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。" l0 p6 I! ?3 y7 E, {
9 s6 u( I' O7 ^1 b
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" X4 O/ i' i, f9 m

! s3 ]" p5 ?& h$ N( f9 P/ M! l' X. r; C" S! A/ y$ J- C
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了4 W4 Q' Y$ e0 a2 Z  T
0 t% L! }, ?8 D
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
1 n: [' f0 X: i' o' N4 W/ o& v' A& F
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。+ {) N7 G1 R! ]* Z3 [! x0 \2 m
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
- ^- Y) _; s+ y如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1- N  j/ ?3 M- A! S/ S- o  C
一句话:丰俭由人6 M; l2 C4 f+ _

& B6 P+ g0 _. ]$ K8 E" g2 b* m% j" `% q$ o  b1 _' `5 y
+ w: o; ]* j* R3 J3 d' k

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参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
王不留 + 4
清凉山 + 2
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九麟居士 + 4 涨姿势
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    慵懒
    3 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
    4 m* B4 o; I+ J' x
    5 o7 @# @. b! c/ S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
    慵懒
    3 小时前
  • 签到天数: 3272 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 @: W2 L- E0 Z* O3 W* E9 z1 i
    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。) \; c+ H& W7 Q7 R' P
    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! H: V1 p1 _4 R% |
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    0 A1 Z% k6 G) j0 j2 D$ b7 H$ H  \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 00:221 @/ T4 V6 |5 I6 D* p
    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。
    2 b% P. O* c. I我干活的时候就是一边拆一 ...

    4 M( {. }# q% A+ e% s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 00:32
    , J4 [5 a+ D+ t) x% C# 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。

    * q, k+ ]7 P8 U, d) g5 D. A/ c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。7 m: z8 }: C$ G" y! S# N5 j1 H- Y
    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
  • 签到天数: 2968 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  T- G' J) n3 p# y& S+ K9 c: q
    哈哈,经常发生
    0 |4 g" U# |2 w5 w- E+ T9 E
    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!" b# p  L- ^6 V3 `/ F5 V9 H
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    + R0 j# L; s6 A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
    7 T2 {8 O+ p! y" k1 x9 i# C' d那些动图太赞了,生动易懂!
    4 m  n- f+ f* B8 a我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!# g! l; E9 _  M8 I1 s; b
    不过也不能怪修车 ...

    ! b2 `. B$ s9 v1 c: L6 a; \+ A打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    + V+ S, }! s7 D, _, w& r1 K( S) ?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
    2 z" ?; O9 h) H$ `1 {打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧/ S  G2 f% M) k$ j3 \- x4 P; ]8 v
    不就是个盖子吗?

    , p3 Z7 Y- H- n& T9 I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。+ p' U. `6 Y7 W, j
    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。( ]7 X& D; E. \2 d
    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
    慵懒
    3 小时前
  • 签到天数: 3272 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$ U* [# b$ J6 E9 }+ P& u5 U
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    * h- f2 [6 i+ C0 q0 v7 [# |
    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
    3 G! a2 M& F) X5 p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。/ w  U) {9 v; F- }! ~
    现在都封 ...
    - H" T! l  B# e
    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 19:26
  • 签到天数: 2125 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 07:204 m6 E! w- @7 G  j* F; U, M
    是说DIY一些简单的事
    . x: D4 T2 V) i% z7 A
    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
    ) ~6 Z: h# Q" w  u  a, z7 _打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ' X' ^! K4 l9 K9 `) I6 e' X不就是个盖子吗?

    # S/ l5 W1 g; M5 d3 c/ k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。
    + T9 K' J" K" O$ C0 k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* @0 u5 t9 F3 ^1 o% ^
    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 ...

    4 G7 }" O/ H5 [- s* W* S1 j+ G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 _( b: }/ T) J8 c9 x! u
    ' d  u+ [$ K9 ^) D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- C3 F  _6 }: s9 A- _: e- o9 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, ...
    - H2 w; T4 l0 n# `1 k: }* ?, q6 I, F( S
    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* o7 L2 z0 L& J+ T2 p, B: ]0 r/ T& K
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    % I# @1 Q& R; q/ H# v5 D0 b
    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 15:45
    ! ~" d& Z/ ]; M0 T现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    ; I; h4 v0 r* o2 z现代的汽车?! ~$ p2 C0 d3 G2 |. n4 b' c( [
    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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