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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 $ W' l2 t/ o$ a

( A! h! G. A0 o$ 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。, N0 W$ A9 l4 I; \. Q4 G3 t
# c# T0 Y0 M" e' N, J3 Z- @$ Z. b
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 c, O: R. x

5 }- v' n1 H2 B/ M& `0 m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)。
: N( ~8 w2 G2 r+ C5 v2 V% L6 M
3 H% D( Y7 D* g( Y
3 |8 N, ^7 D1 Q6 Z1 P% p6 T/ }: k0 i. t/ g! Q' v# G
          实物图,不含行星架) a; C# d( V9 v! g
" [/ U& A8 F( m4 r) y2 G
: D: U. D+ d  J4 v
          实物图,另外一个角度/ n7 _5 Q7 }$ j: J

# b) C9 s; `! D+ ~' M$ x  m: @/ L0 @1 Q7 @( M( V6 F. f8 _4 r% U
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。
1 |" M. t$ h# \3 E4 Z
$ ]& D+ \0 B$ B9 ?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。
, ~3 U4 Y- r; R$ M; W0 }
7 r1 w- ^* ~& |9 G! b5 F$ U* X3 ~( R# U! y1 u8 k! a! o$ q/ D

' A! [. Q4 T1 k: d" P" a第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
/ j# l4 p8 O, \' I( O0 |, L, O6 u) T+ J/ ^+ Z9 `
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。; n$ ]! d& Z2 N6 t; b/ }
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。5 O# I. D8 `; p# @
; ~2 h, F! z, y# w

7 K, |+ `" D- C* w8 d/ `/ M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:4 ~* V6 K1 P: g3 ?
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
4 A5 _7 k! H: |6 Z; E5 O②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
2 h/ B: `7 ~* v+ |& a; c③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
2 l( n  g6 n" q2 C- [# ?6 G④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
; X$ F) F$ x) W% W7 \& v⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
4 k  A7 Q# F& Y6 i6 w. L4 `/ O  U2 o- u7 ]0 v2 g. x" |: I
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。
. O  p! z/ c6 a# b% S4 u9 M+ E& }1 ~# i" c

, W9 ^2 R! c* i2 R) q% D0 e2 v现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了% b( Y) c' u4 f( w5 d) z1 P

* k$ D' O/ I' y( @/ W7 ^5 v! d4 Q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/ n1 l& s' o, }2 D
4 Q/ _, R- `. D  a1 h
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。
: r) H0 y# c! Q8 R+ ?1 {/ E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
% S' t: D! q3 f; m0 B: S如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#18 `8 w) }7 O6 M) @2 q
一句话:丰俭由人
6 Y4 @3 \  t8 P- d9 \6 X3 K! k7 R7 e+ K) N
/ M1 B8 q1 \( e1 r% [! w

$ g: o6 A: e) r" U: }2 T; J( C

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
    % d% ^- T6 p4 o2 U+ [
    ( h. ?  R+ _3 I2 n跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
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    慵懒
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    [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
    . t' O: n! ?2 {1 O2 h! k
    哈哈,经常发生
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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。. x2 L% E3 E+ d# 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
    $ ?, o9 A( |6 q' |跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    * l: h/ [% u+ P! D& 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 00:220 h' G, v+ V) e& J+ 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。: U6 v! ], H; }, k* i3 F
    我干活的时候就是一边拆一 ...
    $ Q' k, H) G. O2 U7 C* j% 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。
  • TA的每日心情
    奋斗
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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
    ; \9 N, f+ S* r/ o6 ]自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    & o; i% y$ [: y5 k: D5 I6 ]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。$ J" e' ?9 i8 M; ^7 e! w
    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
    郁闷
    3 小时前
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    8#
    发表于 2017-9-21 02:10:29 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2017-9-20 23:53
    / N/ w- J* F3 |  K' e% Z哈哈,经常发生
    5 G/ C& c  {: _4 q: E: Q
    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!! y* U) O+ @! k
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!5 L1 r! a4 R' \1 D7 Q" o: @$ }5 [
    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 04:130 F" P1 c  w: f- c- P+ S
    那些动图太赞了,生动易懂!. S  N- l* r# x5 ~
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    0 p/ O$ @, C8 p- h不过也不能怪修车 ...

    2 K! B5 o7 s2 f; o" j& B, E打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    : v2 M7 D7 n# ?1 {3 N8 V8 b" n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
    4 q4 {9 f# `( a, {) [. z打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    7 t+ a0 b# A& S& }* n不就是个盖子吗?

    0 X+ ]  ]) C9 z8 O: |4 `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。
    % M. |- y7 d1 G& w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。
    $ F  R1 O7 [0 E  M+ c( F0 P1 B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。
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    慵懒
    2025-9-18 00:38
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    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/ L9 |0 V+ ~  G3 a4 ?  E0 ~
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    : E' a! C  F" j( Y  P) [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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    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% v6 d( q/ k' f; t
    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 N' a& `( z- _# m8 d& V- R
    现在都封 ...

    & n+ ?5 N' ]% T' Q6 i: [5 _2 ~5 j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
    5 天前
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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
    6 o" Q" F: E$ H是说DIY一些简单的事

    & t$ d2 ]8 h3 t9 \; ]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" B% Q( }4 Y* W
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ' G' n0 u2 t3 X  q# b, }不就是个盖子吗?
    1 K( {9 b) |9 `; o* q) [( H/ w
    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。
    7 `4 ?7 k. L! _5 \6 c- b/ v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
    2 C+ D, V4 w+ i7 h3 S/ H2 s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 ...
      ^# q  J' E& H4 g& 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。
    ; ?& E3 I& N' q" V& V! E$ c- J
    4 j' ^; T$ e, t0 o1 v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  A2 C  x  _+ ~$ c
    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, ...
    8 s/ G# \& ~  k
    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
    # Y5 T$ }$ \! R是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    9 Y2 `5 W  U- s6 [! y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 15:45, G( A! T, L2 P8 O; N/ U+ W# O
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    & w' N3 Z  X4 [. _现代的汽车?
    1 b5 v3 j% F) N( t9 Z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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