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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
0 m' W' w4 H% ^# K2 E* W! V0 r. i& y! V9 M: O% O
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。4 D9 O: G8 T- c8 z

; f2 C$ o8 M! F1 E8 x* A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。5 h4 j/ C& \% L3 h( |! X& S

- n6 O- ]2 T( S" s' e- S: U" 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)。
' g8 w5 E6 K6 d8 ~$ t  ^7 f9 a  b3 n6 x) G# t5 [
; N. e! S* Y. N9 k$ d# ~

& k8 c4 }4 C3 S# z6 s& q) X          实物图,不含行星架6 f  e& N( ]9 F

( z4 x5 K4 W" j) f' v- X: T" t* T, S% h  B  W$ }9 B
          实物图,另外一个角度
, y5 S! _; q! h/ J
( j6 S2 L) g: Y0 u  p3 q. O* E! Q  S" R6 |. k/ z9 D1 _- F4 ]' Y
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 ~+ H8 Z) p3 f  d

1 }% c( f0 B! G. ]& }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。$ g! o7 m. d  l0 v6 b

+ m2 v  h4 @9 T$ z% s$ d8 D& @4 `$ m* c) |/ h0 N( z

; P* G: P5 @. T; g# Y2 N- }' X第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
* F8 K! L1 v& q& u4 g/ d- X1 S3 ~7 a- r" X1 k2 a% n; F+ j) 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。
! h* L# B3 |/ _( o* c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。6 L3 L* F! X! V

3 j9 F. d& L8 o: g& G7 K- P
6 w2 e1 ?; Q3 F' ~& 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:1 U6 T: V0 j% B5 }( t  _1 V8 [
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。% @9 w$ y1 g" U
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
8 A8 _# [3 \/ d③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
$ c  g+ e! o* w; L& p  @7 M④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
' [: t" m, ^) V' S3 o: ?⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
; T; U1 W3 M3 \- h, D7 ?
3 x$ U% E% h4 C  I4 C- k0 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。
9 v4 V2 f0 B2 |% F# h6 W$ ]
) b& b9 s! ]; n9 R3 T( r
2 u- n, l$ I) s. x+ \, ]% M现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了" b7 Y$ s, G" q5 ~5 |

8 D$ |* k" s) g" n0 d, ~; V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
+ _8 J9 n6 z- d- {
1 z! |9 e/ {9 n/ T' j# w* ?& J% V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。4 d3 U, o* S; T- I6 X; g: r# s
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
% v; q/ Z# s- r7 |8 [* N如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#14 c) N6 G6 k6 G& e" x- l# e# N
一句话:丰俭由人
0 S1 n7 ~! ?) s- W) }$ @4 v0 p' f( G: {+ @" r8 T
) F* a: W; T: B! `

; S4 O: y7 ~" y

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 ' |7 M, Y" ]! R$ B) K7 x9 M) J

    3 w9 F, C7 I" T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
    8 小时前
  • 签到天数: 2871 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

    $ ?; G7 _8 l& b  v# f& |: _1 r+ F, f哈哈,经常发生
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    2024-3-8 05:45
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    [LV.Master]无

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    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。3 r# U* |# H2 i( {2 u% V
    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
    7 Q% K/ n) a( Y) d" F" `/ g( R跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    * |4 |- N4 s! 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
    ; j2 [3 a0 n& t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' q/ l, e- [( D
    我干活的时候就是一边拆一 ...

    ( i! h+ j" g" m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- q/ U1 A+ c: c2 m. _5 N
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。
    5 S4 N' u0 f' g! j/ T- J
    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。
    $ K' J/ l" J6 C5 H* ^1 _( X' ~& 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

    8 小时前
  • 签到天数: 2584 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 23:537 C  u1 ]5 C  z3 w. O9 f& k" q
    哈哈,经常发生
    $ U8 l6 q+ o7 O6 Z5 g" k2 d
    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!
    $ V. ~9 t1 `: V1 i' j# Y我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!. X4 H( p- N& 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。

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    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 04:136 H9 X" k: U& p" X& m" m* g1 z
    那些动图太赞了,生动易懂!5 ~3 K2 n( Y& H
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!1 d) s2 K1 M% H+ f; s# x( r
    不过也不能怪修车 ...

    0 i& t, Z: E( y" C8 L- d& y7 @打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧# t& s$ S, ?* x' p  d
    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 05:493 Z/ m+ e8 m9 g: d
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧+ P+ h( q2 y% V2 q  l! M: w3 x
    不就是个盖子吗?
    ! ?! Q7 D0 T, J1 P+ S! R3 r  i& p
    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。
    " l# C7 w7 {( ?$ B7 L: C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。
    1 U1 G1 X7 \+ I: Q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
    8 小时前
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    [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
    3 J0 |" q) ?6 p8 J+ r% ~天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    1 u! F) Z; E# Z+ i' 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
    + y; c( T7 U9 B6 u( c) 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。* s8 U* B. I9 `* x0 L6 b# d
    现在都封 ...
    0 o4 y! m$ X& F5 L# R7 r2 s
    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 17:11
  • 签到天数: 1926 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 07:207 R! C5 K9 M! X2 Z1 Z. r
    是说DIY一些简单的事

    5 r$ k1 |$ ?. W* _; G4 k* T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
    $ Y: G8 _& A( p+ V! o7 f# Y+ y打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧# L6 Y5 V! W3 U( A: a) H' p
    不就是个盖子吗?
    + q& F% D/ p  l9 Z  Y& w0 B
    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。2 q  G4 n3 |  P+ @; a) z6 R- \
    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' K/ W, V+ m+ S0 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 ...

      X( e+ u; @% _! y2 v  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,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。
    & m- y1 r6 |* `0 ?
    , F' B' S+ g, \. h6 t4 W; Y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
    " P+ v9 s1 t9 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, ...

    4 ?8 P/ p# ?# L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% J+ [+ ]( M& M
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    % P  V! O8 B8 G$ n1 |
    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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    发表于 2017-9-22 11:50:39 | 只看该作者
    七月群山 发表于 2017-9-21 15:455 V5 K' `' u# I, t1 j. f( b7 O
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    + H% y7 @; h" P) ~$ V" i' N. ^. o0 q
    现代的汽车?
    6 F! f0 I' Q, b# Y" _# o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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