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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 , T1 Y  J% f' z0 `) M: E/ j+ U3 ?
( e0 x+ {5 G7 y9 D! `- n$ c
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。- e& v4 P, F3 y( y9 A9 b

0 W6 a/ t# N( v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。
$ ]$ |: ?7 I* e: q
0 A$ B- P% U8 r8 N9 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)。3 h+ c+ k8 ?9 [, N/ l- I
6 ]8 n; v+ {2 d1 @5 u( C9 S8 L

3 s. R$ ~3 ]5 z: v
3 g3 M+ ?( g+ u" R3 e) |2 w0 K          实物图,不含行星架
! s( b0 t9 U+ a
5 c: D! S5 t# x1 j, K* M  @
+ _4 I- u& w  Y9 N. \- S! r- f          实物图,另外一个角度
, X; ~  T9 R- e; ^: W- J- }2 X
6 J! C* a: _: v( D; P
( j/ f& p  q0 N9 l# g- c9 d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。
/ R0 g: v$ p# [, \
! L9 M8 y4 C) |7 C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。1 F7 j' g* T* K' q
5 j# \0 W, z  k" K! }  ^

4 \1 X' P" t) R6 ]
3 N1 n' `4 i. l第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
- i$ E& ]. a8 d5 L9 ~* {3 O# |5 m8 H- O
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。
1 A# B  b7 ~1 F2 }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。
8 [4 n" Y' G6 p- a! r4 i
: |( z. s' d+ O- }2 `
3 O2 D6 X9 E( C  h6 d9 G% e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 U8 P+ l4 T7 t* k8 P8 z①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。/ V4 d" O: b( x3 C! M6 @5 A, u& C* }
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。& U- @( T/ T. ?: P" M$ U
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。9 g+ o, E( {& F! [& z5 g9 O
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。- w- ?0 W+ T5 r3 S1 [5 ]4 ]$ t
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。: z) E  e( c2 L" V/ L
* v: X3 f/ v# O$ Q( K: ^; K) @
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。
( X0 l3 s' N/ E  G3 X. j$ N
* m7 h6 a2 P3 w3 h5 I5 o' {3 i& ?$ a; M7 l3 s8 Q" [: H
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
) H2 i( X: }) J9 y* ]5 s
: ]. v; k& [0 k( O) p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 * K& `; ]( n  S! u. o8 F. Z, w' a

6 J2 S& x, \1 K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。0 q' M' h: o6 E+ ~9 m  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
/ d. M8 _% @3 ^& Y; ]# M, [如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1  }1 n3 W% _- B- G! H; a; ?
一句话:丰俭由人! p) e4 y3 C7 O! Z2 g. P6 x
; E6 Q) l  |$ J

3 t; L' e$ E9 G( {$ @" d6 r6 U0 \. D

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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
    & X7 ?# s/ J% P: G) T& W
    4 h- U% ]6 y& v* A0 C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
    昨天 00:10
  • 签到天数: 3443 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 Y4 J' V. r1 i& t哈哈,经常发生
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    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。) Q; m6 I: K  S- A# [+ 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$ ?. `3 x: h* D5 j7 q# @
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    6 f6 e0 ^( \8 {+ K' ^; m0 R' L7 C
    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
    . O3 {- }- U& _2 e0 v! L5 c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。
    . }: d2 T* _# y, h$ G& ?我干活的时候就是一边拆一 ...
    ; x# S; Z/ R4 e4 Y$ ^7 e  P" d
    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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    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
    & A* p" Z& N8 G- x, c/ v. i% T9 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。
    3 r$ F8 L. R, n7 c( E  M8 N) o& N
    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# I5 J5 f1 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
    奋斗
    15 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
    9 v6 T1 r* P" g2 o- Z哈哈,经常发生
    1 s, E# T0 }) W
    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!3 F5 X( ]1 [; J
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!- }+ M" z# _" x# e. A' p
    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
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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* @! M* S: b* r5 [; P/ T
    那些动图太赞了,生动易懂!
    ; r( k! t  `, o# _我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!4 {: e& \1 O! I0 F) ^& t5 E: u
    不过也不能怪修车 ...
    - f$ W" }" ]. Y: j! Q# A
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧, h' ^9 G! e, o% I# O) T
    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
    + a: z' d9 {% f* R0 h& F/ \8 h: x" @打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    * R2 b/ A' M9 Y1 A4 v不就是个盖子吗?

    ; P5 J& k" v+ G$ g* n& X( T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。
    7 h9 z! }& N: `1 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。
    ; }0 P  a  v/ _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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    [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
    0 P* N8 {) v: M( ~' M天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    % E) D5 ~8 J' a$ F8 A' S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
    / m! ]6 o' l6 P/ Q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。
    4 Z& {5 @2 i7 D' c6 Y& V- ]现在都封 ...

    5 B: x2 ]* ~* K1 I/ i9 Y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
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    昨天 20:19
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    [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$ L- S+ X1 v1 c& W
    是说DIY一些简单的事
    ' M5 S# d* d( N+ Z0 `
    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
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    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
    ) k1 \: E" G8 a打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    & }& c  y+ J' D; E; V不就是个盖子吗?
    " Z# U. g. [0 @9 `
    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。
    $ l, c" v6 [5 f" 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
      c( q, a( U6 ~5 [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 ...

    $ n9 |) Z: D8 q+ D# C& l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。
    0 L; M5 o4 w' C) o* h3 _6 Z4 V8 m0 {
    " p4 e3 ?' E4 @- 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
    ' d# v0 d2 l0 Y% N1 F( L, 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, ...

    7 K8 R4 I# |' w! @. l. A. T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& @2 n3 t* q. p* d6 c- ~
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    ) i5 A! R( C: ?+ d$ a# f- ^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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    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* j% @- Q* r; o( L/ ?
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    4 b# v3 Z8 B5 ~2 M2 G现代的汽车?3 E. U" Y: O  ^4 t3 P% d# N
    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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