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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 m0 C3 V" R# b" p2 t' d2 U* G4 f* p$ 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。
4 N7 P" W$ K& M) F( o
6 b+ Y: s% l0 `5 O/ r) h7 }- ~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。, }0 P: X0 v8 l0 h, Z2 s
$ k5 h* d; g9 p0 d" f
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)。
/ o2 I, Z( b0 e6 z) j& p& r) e) h8 U. P* c
" W" ]$ S+ z: U3 I9 x

: ?! K  ]: G& I1 W" k6 v2 Z          实物图,不含行星架
; y0 Q/ H7 m$ t9 }% E3 l' R: m$ J, Z8 l% T5 N3 \8 X: U  A& A! {3 B

; V0 D5 O# s9 k- n! q          实物图,另外一个角度
5 s. y+ |6 Z4 O7 B5 B; L
( Q) I9 Y5 U6 _3 l8 e; o5 v/ M7 p" X5 B0 ~0 O$ w9 `2 b* n7 O
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 F  s2 R8 p2 u; @& H
% N: ?; P9 Q- C' @8 }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。
& L2 _* V% u: \9 l; t: `. C( g/ z% i( L' O$ I

1 K- U; K$ S4 m% ^' b+ }
5 R3 ^3 I! e' T, l; V第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。; C* Y0 ~6 ^3 t2 ^4 {4 g: w# |* v( Y! `

  R1 m" e; ^8 M2 |# z# U$ a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。& ?, B# T0 `% q4 \) F# `
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。
- W" T! X" @7 r5 S% ?
) J; I. y" ?: M4 ~* @
' Y' {6 E7 Y! N4 t# f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:
9 r$ `' n4 H* C- z①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。2 t  _% ~: }. X0 z6 j. T
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。7 E; u) P1 n# B
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
6 p+ J% X* f- i9 \④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
. [9 O0 C( d: D+ S, ~⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。$ f* u# V$ Z& Z

% Q- Y' _! B; T* S. J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( _- U" x" x; ~+ D- U
# r$ n) {- Z0 k) D3 @$ x0 U6 R& ]
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
2 x; C2 ]" o5 _3 W2 y2 j2 P& j1 t6 [* Z" _3 u6 A# E
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 # h0 ]: `& x( X3 [" S6 V

% X/ N) i. {+ I" y6 J  }' Q: B5 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。
: J/ V+ ~) T$ U/ a8 n1 ]! T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
6 P# Y! p; o; z如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1- x; S3 e, }% Q1 j( b" V
一句话:丰俭由人
/ Q7 S% e( s6 U# |2 P5 D, O2 X% B$ }% S

& ~/ Y/ u6 h6 d* z8 d2 w7 P
& H" l/ {" m2 J0 x/ h& l1 z+ u

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参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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    [LV.Master]无

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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   k' a) w( y6 y) l

    1 f4 m* `* t1 x) Z8 T; R- R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
    前天 01:35
  • 签到天数: 3380 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 N$ x6 t9 v/ m: g+ n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。
    4 N6 b/ r0 g+ |( H! h0 l5 [2 }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" Y- c; |& w, O" {! N! a8 c
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    % B0 |# p1 G0 @' R  V
    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
    ' m6 q7 j+ g; m1 g" i( R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。
    9 d) C6 [5 Z0 ~1 P4 U: g我干活的时候就是一边拆一 ...

    & ~6 Z8 b* Q; n2 d! o5 b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
      T; H6 q) w+ q7 \" k自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    $ d8 k% H4 C7 V' _9 O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。$ N$ k1 E$ b0 `/ i% k# P1 \
    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
    17 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
    , a- m9 C* |0 G5 e哈哈,经常发生

    2 h3 ~  q/ u/ N2 g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
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      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!
    5 h- X$ o; ~7 l+ l4 U( c我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    * T( e$ K/ i* }% Z7 m5 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。

    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
    8 Y, \0 `/ A& }$ ^: O1 v那些动图太赞了,生动易懂!
    6 S! B% ]% z, X我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!$ U' M+ G$ |0 X' q( L
    不过也不能怪修车 ...

    3 w3 f  c* g; J3 z1 o打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ) H' l' O9 b% y/ F/ Q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$ r$ G1 J$ Z* e
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧4 X3 F1 f+ Y' N
    不就是个盖子吗?

    / h% J- u$ q1 N& Y& w+ ?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。
    6 V! k( g, b9 l9 \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。( L6 D, S4 S: H' h# ~( n; 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
    开心
    前天 01:35
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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
      @( f; P  F* [5 V8 o8 H* [天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    % H: Z0 O7 R3 j5 {& S& I9 o$ i! V
    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
  • 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 01:310 P/ s" m, M* S1 J5 G- k
    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) a/ |% Y+ ^现在都封 ...
    . \3 T2 ~1 k; [2 l2 {: \
    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
    4 小时前
  • 签到天数: 2216 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
    " F4 i& |/ h- b& Y+ l$ s是说DIY一些简单的事
    - x) _) K/ D/ B  e4 B; ]# r
    下次俺车车出问题了顺丰给U

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    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 05:496 b% y5 ?  \" Z3 T* f
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    8 v  ~* E; s8 i不就是个盖子吗?
    3 H; F: M5 k" ^$ a7 l9 I' G
    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。, e( _/ l( f  P
    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
    7 H+ O9 J8 B0 ^* c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 ...

    9 P9 g. b: ~! [5 q' c9 [% w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。8 U' ~& d" l9 e/ Y2 {1 h

    - f3 }5 t6 o* W+ S& s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
    ) z* O6 w' {# M2 _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, ...
    1 a3 ^3 U7 y# n$ h6 u
    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
    * @/ Y$ {* j7 z是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    ) |3 R9 m/ Q; P; g- ]& M
    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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    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 15:459 F: l4 ]" |& }
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    : Y, h, [  M; `' ^0 {
    现代的汽车?
    1 C/ C* K' P/ X% t+ U( `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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