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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 % v8 R6 m1 \4 T9 [% k$ d% s
5 S3 w& Y- a( \6 c4 m' 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。7 g7 l6 a1 O& a" `3 D; W) w( L# w% l
8 v. Z9 X4 O" }7 \
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。
& S7 l4 i4 p" |+ W. ]) M, ^, K# v9 p( f1 r8 x4 n' \! a8 b
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)。
/ C: p- k/ Y7 c+ L9 p. o. a2 u+ P1 t  w# c4 |

) ~: q5 W7 B& g. p: R0 [4 `
0 ]  ^1 V( a! p) o          实物图,不含行星架
" m: m4 O3 a& R) y. g$ u4 ]; x# J  N9 I7 l
  |; A7 A5 T7 X6 l8 s! Z
          实物图,另外一个角度
+ S: I  T6 T: M+ ]2 ]: h. C8 h5 H: o$ v) \# s: h
9 ?! G) w+ m) u$ G; F' G
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 P9 v1 O/ z1 j' h; u

( w1 E1 r; W6 m) c4 V) J. ^7 n4 d: A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。# k" f  Y5 [, n4 F# q

' i/ C7 L1 Q4 i
( f" Q0 |/ r, [+ Y  h; E8 O: `# T# h# u7 w7 ?
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
9 |6 u& T1 H2 r1 R5 z. {$ H
: m' c& D% B7 g8 R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。
' j0 i& M$ M$ S* K* ]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。& t/ P) }6 K; K1 o/ |4 C) c8 |
3 ^: l/ Z2 L# m

* d' @. L0 o4 u- s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:) e* a4 H6 o3 _2 p/ ~( ?/ ~$ G0 R
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
5 V# S$ S9 B, d- }% O4 u* A$ Q" K②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。/ A0 _. {/ n- J6 G; ]0 t
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
0 e! C7 y- q7 W④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
  I% G0 Z: J, h3 [1 e9 C- l" G⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。8 Z& K' x' C& \: R9 P

9 u) M7 u. E/ d, M! P2 b. W+ u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" J* `" G& u+ _3 q' u5 ^5 F
4 n% O1 O# i% B2 |3 m' b! w, C7 S' R" K) ]' s( i
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了9 e: p# s; y4 g8 [/ U+ {

- V9 _+ O5 `& N8 g* T6 y6 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 $ _# t8 N1 C. w0 m$ V  K

& Y  p( n7 m$ A/ ~" b, Z0 k8 `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。
: ~& m: M, I' e& V6 m% c9 b, }4 i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
0 R; F% P) j7 T2 e; p如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#12 b3 `+ \3 D$ i
一句话:丰俭由人
- m+ n. G, O2 |1 T$ v6 t, @* e
' L! x& G( `" o' O: y: n' c1 D. ]8 s! h

! `1 W# a) f/ z$ O; r/ }

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

    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
    8 Z. O1 q9 k( }! Z2 D
    6 m8 Y9 g- [1 H! Q& o# A, v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
    昨天 04:32
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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
    ' p7 X9 \, E6 O$ a* n' N& Q
    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。
    & t/ U# g* \- u& |3 W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+ w5 D; z# a- T! b: A6 W' B
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    & [7 F4 O) G, X
    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
    + I' [+ O6 x$ T! y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。" H, y+ n& q( Y. i4 ]5 X
    我干活的时候就是一边拆一 ...
    2 f6 q3 B1 t  g0 F
    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
    0 m) y0 h. l6 v( b$ B. O自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。
    ) l, s6 h2 A5 b. z2 }
    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。8 N+ s, j/ Z1 R0 J# S: R9 y
    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
    3 m, I* k9 F3 k7 Q5 e哈哈,经常发生
    ( c" B% t* J* i0 `& z8 {
    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!7 |9 }/ j1 d& \% Y  x8 A
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!' D; d: Y: N& 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: W+ s+ e) I/ V, `; A
    那些动图太赞了,生动易懂!
    * R1 j- x5 ?$ W& d9 d' k1 Y, a8 A我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!. ^4 w) t* ]9 w4 T
    不过也不能怪修车 ...

    ( i4 u, b9 e8 d. s- E打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    " a" i" `, n$ T6 v; z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 05:492 w. ?- R" L$ d" B- ^" O
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧9 |4 B$ u- u: ]$ Z
    不就是个盖子吗?

    2 I" ]: i7 ~: Y8 f# ?2 L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。
    ) a* k( c* ^' n$ z# I: o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。
    3 J$ \6 u. `! d9 j$ A9 M+ E+ H5 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。
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    开心
    昨天 04:32
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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
    0 @+ h) J$ E& c: X8 Z天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    # X$ F, C  _; G
    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
  • 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 01:31# t. \: p: H( ^  l- [3 M
    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。
    6 c$ ~- N$ w* M2 C现在都封 ...
    ( }6 }: F  D0 X* |2 \
    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
  • 签到天数: 2177 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" _2 B! }1 u2 }1 m2 F. ]7 C+ ?
    是说DIY一些简单的事
    - R' l1 k: f* V, d( L
    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 05:490 P4 C, v9 m, l: A6 W
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    # j; \% O$ M5 o% v& F% c不就是个盖子吗?
    6 Z% D8 f/ g: N5 T
    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。
    1 g1 D& \6 q3 |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
    ) u( N" u8 v) x, Q$ ]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 ...
    6 g% x4 ~- J) |5 [) 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。
    ' _. s' @4 J- A3 k1 X) U8 O& V7 n$ B& w' Y9 e+ j' I7 |4 p- N% ^
    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$ K4 u. K6 Y- S& }8 u% A$ X( t
    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 Y' }6 J$ k% C6 |9 z! e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  F5 g5 ^  h3 P! [, o  c
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    2 `6 \  x  I  Q% o2 [
    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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  • TA的每日心情
    擦汗
    2021-4-29 22:35
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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: h' o1 o% Y0 Y- i. ~: e
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    * |  w8 j) D! Y现代的汽车?
    1 I" B& Q0 ^; v4 }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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