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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
1 W6 L8 D1 w- _
2 J; p# }5 s  \+ r9 ?' q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。; j! I4 p" p% }
9 F6 r) S+ X! b. 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。
/ Q2 _. \; c, P% e4 P+ G( J. z" u( @( R. e
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)。; @% g" z/ S" Q
# d9 {( H1 B! Q- d+ f& r- c

1 ?# @* B; p1 f+ G' L, }+ o' v
* w0 f& m+ }1 ?+ e          实物图,不含行星架6 h( X+ M/ t$ @4 X* E

9 Q" T, C5 ?6 M! O, T9 w* a6 [0 s6 H! u3 v" b" n4 |8 }9 g
          实物图,另外一个角度
( ]8 u' e& u: Q& U0 Y- q- ?* t( L$ L! J+ X4 ]* g  H

% A+ a# _0 ?% U3 `/ `& T6 k/ \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 J" c) A# j8 k+ @% z( V
8 o: n+ H. g1 p9 T8 s: u4 `
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。
# x3 r1 r. g* ^7 x4 @; o7 y
: p" m2 A+ _( z  E; V
2 u" U/ o4 A" Z- s& i
0 d  |: ^% F9 @) D第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
4 v0 }9 R* C' e: U: n2 q: l# ]9 Y8 {
# s) J8 r$ A" [* p1 h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: K9 W  k: F1 b( F: H; x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。
  N$ n0 {2 Z2 ~; x! }# ^, O- d! J1 U( V: _" m1 d! l. s. }# s
* A# b2 g" u9 V- |/ Q8 l
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:( S% O, `2 Y9 a2 O9 U
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
1 D6 f3 y# }: |5 I②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。4 l- I( E9 Q. Y" `
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
7 w. P. z2 w5 v3 F( T④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
& i2 M& |: H, w& A6 w# v⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。5 y2 W6 {+ b& P: c

0 D8 M, K+ R; x: E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。
: @& _, ~( G3 b. x! M+ ]; }$ m
7 G  D$ e5 M9 y, f$ f4 g4 Z4 |& o5 h) P; j1 O
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了- d5 t2 Q; r0 x# }

7 g) j6 g( f$ E0 ~& l  y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
  H$ t+ C% }- t+ ^# [
8 f: x6 C2 K7 t$ Q& W9 s8 d# 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。+ K2 s5 r& d" ^" [. S7 s# A$ o
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
* F( S6 B4 C" @% h9 K3 i如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1% J) ]/ ]& A  X4 b! p
一句话:丰俭由人6 w& A: S" T" s/ G$ m4 C

. D$ Z$ i$ \) I3 A, z% d) O" N& U& j! q
; U) ?: G+ |: a& f2 w/ s2 w

评分

参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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    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
    - Y% Y8 x$ |* d/ f" P2 V) k3 b  D: q) }9 B/ P! m- j0 N
    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
    17 小时前
  • 签到天数: 3490 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
    " {9 Z/ ]6 ]7 F
    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。3 T; }, E( D! C! x) i2 c6 D  c
    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
    8 L! a6 v9 S% c跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    . m/ k( F, }6 K4 {% r. s: m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! h$ ]5 i. w7 w1 {$ `! M
    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。
    1 c* ^# r- [/ _1 v3 t  W我干活的时候就是一边拆一 ...

    0 D9 Q# g7 }- l- Y4 w' m1 |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
    6 l( x5 a* X' p! b1 j. K6 b5 Q" C自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    $ G) a4 t  h* j. t  b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。: T) m% z/ c( ?- B8 N3 W" V
    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
    2026-5-22 00:31
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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, g  T5 H( M" B6 Z
    哈哈,经常发生
    , u4 h6 h) r& C: x; {2 _
    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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    [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!
    9 R& W: _4 P& ?( @8 |我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!' f5 i) E( ~8 K
    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
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    [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
    % D, B6 \7 [! i% n( w那些动图太赞了,生动易懂!$ ^  E& }( ?6 |8 {3 i
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    8 i! s7 h3 [1 |; I4 T不过也不能怪修车 ...
    $ c: u; f; R6 C4 g
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    $ l3 H$ L2 h% Q! x( X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
    6 D$ Z/ v" `9 q6 N打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ' C* l/ g9 o% d! T- |不就是个盖子吗?

    2 m% G$ h+ ?# M3 D* }* Y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。
    8 G5 N5 d9 x1 |% r) o. t+ I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。
    - g7 g' R  |% w9 W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
    17 小时前
  • 签到天数: 3490 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
    2 O% k6 y' w+ I8 E2 W/ q$ x天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    ) Q7 E( H/ h: L: Y( X7 d; L) e
    是说DIY一些简单的事

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    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
    4 k: W: o5 F$ U3 C5 g. 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。- v; |5 z! r# \3 L0 X( P
    现在都封 ...

    , P8 t( |1 v5 l) {0 h; A% r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
    前天 07:37
  • 签到天数: 2292 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 07:200 y( Q0 I+ e1 |0 G2 u* N' D% Q
    是说DIY一些简单的事
    # Q" P$ A8 @7 t2 Q
    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
    5 E# i+ b9 s5 p; r3 T打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    , J2 M, F) o- d8 ]1 O3 W5 `不就是个盖子吗?

      [2 m1 _7 V6 A& {+ P& i- m% h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。& y9 C7 K! H. H/ y% L9 n; x
    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# C% E4 X$ m2 i0 ~
    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 u; L0 \# Q, h, ^0 Y' u4 Q8 F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。# q/ L# f/ W  [% ~# F; w0 @: v

    6 U4 a4 W$ g6 X1 x+ x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, G' X2 s! x# i  _3 q5 H% L2 s$ i4 A
    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, ...

    & S; E4 H8 a0 J% j$ V& n1 F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
    1 u6 F" `$ c6 r/ g是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    . P! H6 h1 W1 `/ Q# w1 q4 P. G& o* N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/ w3 r3 P$ v% ]% t( L( f- D8 e+ }& R9 |
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    $ j$ L1 z. [) f$ h. d, i; I% _
    现代的汽车?
    1 T- j6 p) ?/ p+ n& Z1 d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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