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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   h( c4 T' g; ^. h* p) |

. I2 \* x% v# g6 I/ F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。
: [! ~# h* Q$ x5 {1 S: G3 v
" }' U& M# s! N. j; }. t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。' L! m$ }7 |! N, }# q, m9 a- V
% \* A- G& w2 u2 `
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)。
; j7 v; |  ]$ [  L2 l. A
: D% T2 R& {5 W1 ?
2 v7 F- q2 U9 S" f8 o: m. ?7 [2 m! }' I  `) Y* u; F
          实物图,不含行星架5 @" Q3 X# T2 R

/ s: _3 E0 t0 ]! i9 j  Z& F
2 s9 E. I+ F) T          实物图,另外一个角度/ k3 W- ~7 B* t2 u1 _
8 L1 a7 n% a* E; h7 o7 w3 s
0 c4 q# h' e4 Z0 J" y( R# q- Q$ L+ s
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。
2 r# t  {  B: ^- ]  S" R( o) Z, L7 n0 n
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。
4 t. }2 B) [# M; I# W+ L' S
/ g1 ^! S1 ~' f0 y3 \, K/ R
1 r; ]/ s: d2 V& K$ I1 U
- h/ F  a/ ]. p7 W第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。1 C5 w) [* H9 j( ^/ d* N
' \& o9 J' Y, W* P) I
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。, a& r1 t, _' G. x, M
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。" b3 d5 q1 H0 S2 ^; H: n

3 \! ~; D& ?; }4 ~  w, N7 b
2 }; Q5 q" B! w, S, {6 u/ }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:& N2 O$ x8 Y, Z& f
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。/ ~' v& X$ l9 G4 ^6 M% e
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
: D: ^  x7 ]0 i/ I5 a2 G9 |2 E③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
  @  n% T5 P" p④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
! Q! ?- Y2 x/ ]2 O⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。- I  a- {3 c/ O8 }" b0 T- J0 S

: y% X7 k+ h; X# H& D1 {1 A, ~6 B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。
: {! |. |" R8 w$ I7 N: ~9 k, A# w: D7 M1 g9 L) X" o% J+ ?) Z

3 b1 {$ f, q5 H9 V7 \" {' d; p现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了1 {1 v8 e* C6 A$ _
8 Q  V4 d2 ?, G% y& J( _5 b/ V: a
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
: S: X1 F* d) Q" H9 U3 G6 l) i# m. f, s& b% Y
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) H0 k* ^( ]& O( W  b
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& q0 |! q; n( ~7 q
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#19 Y0 |5 t4 Q/ X6 t; i0 `
一句话:丰俭由人
; f! o* E/ }% h! k
  e( Z) w7 K7 R- C" T5 x0 E- f; X
$ x0 L2 ]) g$ T+ H+ L: u- v$ Z: X4 c3 G4 C

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参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
王不留 + 4
清凉山 + 2
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    开心
    6 小时前
  • 签到天数: 3169 天

    [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
    6 I  M; n* w- \2 Z( M# l) B6 F
    ' s* d. C) P  L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
    6 小时前
  • 签到天数: 3169 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
    6 S0 S+ j7 A3 X1 g1 `  r3 J: K
    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。
    $ r6 g  ~3 x9 W4 g3 E5 O6 Y) C: G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
    * n; _5 W# Q0 B, a跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    7 y4 e8 |  S$ I8 n  p9 `; j0 g
    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
    ' |6 V% H8 i+ j6 ?$ l1 \3 |2 N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。
    ; w8 r2 V' o- j$ S% @我干活的时候就是一边拆一 ...
    7 \7 Z$ C( h2 y9 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
    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# G* g. ]2 T+ [* K% u4 m
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    & u; ^& A, n% [9 J: t  x- i' @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。
    , }+ F( |0 V$ K5 y) ?; E4 @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
    / o: e$ v. H9 n. Y1 m; Z哈哈,经常发生
    4 h. B$ k$ F' U+ \& G1 ^' @
    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
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18
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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!$ Q% A0 N; }! J6 j: M7 h. b) _
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!; u5 i# p. ?* I$ E1 r$ o$ f
    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
    燕庐敕 + 8 小小补偿

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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 04:139 ~. u7 l; G2 J1 L6 @1 t1 ?
    那些动图太赞了,生动易懂!  e1 `  ^) C0 E) F. C
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    2 V' O0 O3 @/ G0 e! b- D7 G不过也不能怪修车 ...

    , k0 ~* O/ d$ E打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧5 b4 K8 B: ]+ o: w7 h1 ~
    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 05:499 E1 `% {) Y  r
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ! \3 F8 L/ N9 |9 a3 O不就是个盖子吗?
    3 w" C- N+ u- @% P! Q- S% K# B( k
    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。
    0 m4 u9 R) W7 T2 T/ L2 ~6 q3 P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。
    " U# o. @; I- l) V8 k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
    6 小时前
  • 签到天数: 3169 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- Y2 D$ D2 H% F  U+ z% ?+ d
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    & @5 H3 l3 m! o6 f
    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& S8 S7 \1 }6 O" b% E% i
    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 F$ N9 v1 V8 s7 i! o1 j
    现在都封 ...
    6 |  ]8 A( W7 h0 Q, m
    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 19:55
  • 签到天数: 2081 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! s% S. b2 r$ D2 V! |4 F
    是说DIY一些简单的事

    5 K# W1 N% d- i6 C5 w. L7 j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 05:49
    3 {) G' _  N* S& t打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧. L6 u5 _) k; `! M$ P3 Q" C+ r: n
    不就是个盖子吗?
    ; J2 L* J4 G; |+ 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。( |" o, e* H! K( H$ \, N
    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
    / b5 U  b- z( x- y$ |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 ...

    7 b5 P8 [, t5 z5 d% e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。( Z. e. f4 e" d2 v& h

    / M0 t7 t; s4 |9 |3 t( m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 08:405 P4 W9 q2 ^+ q; 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, ...
    ! {5 x' l8 Y+ h" ^
    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& R1 [5 Z! U6 [
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    " M* q$ b# t# D2 Y. x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
  • 签到天数: 265 天

    [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
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    [LV.9]渡劫

    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; q) P9 x: D2 ?# A0 Q$ V
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    ' Q! ~! Z- x7 j3 |4 f
    现代的汽车?2 U  l4 X* S2 v3 r7 f( o; U' f
    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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