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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 # S2 M9 h  s0 P1 _3 R
$ Y* c1 U0 z& G
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。2 Y- F& k# p" e4 }
; v+ w3 g, |) B" E0 g0 \# q
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。
) ?# s6 W$ C- r% M0 l2 T* P1 |& L+ r0 t# w4 A- _- Y) \' 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)。, q" S0 A6 Q) ~

! H+ o+ O; p( g
7 L+ n: L* f  |! P6 N# J+ x6 n  n9 C) `2 A4 h9 k
          实物图,不含行星架/ t, i/ T8 q8 K. _2 l/ ]
$ Z4 ~1 a# ?9 u9 z
3 F8 u% }1 n% C" D
          实物图,另外一个角度
9 _$ o6 q: n$ a3 X
7 b' U, r4 L! V8 Y7 ?" S- r& D& E6 d! p
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 s, ]1 P: i4 F4 K1 {  d" [
8 V& a( C" b# u# L
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。
2 Q" S& v# v2 g( q6 C: h+ D6 C$ t& g6 o0 Z

0 E* i  i9 k$ N) d) V1 h8 ^- ]0 ]6 K( t$ a4 L! p. L
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。, g  e# _+ E# [% G* m$ V  p! I2 c5 S# h

5 B8 D' j+ q: M7 i  Y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。
. \' R+ ?4 |, N* v- S& S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。7 {, B4 l2 h) i, H

& Q+ R1 U0 f: X7 X1 C: _
4 e. O4 O4 C0 X: q: `% i; r' @9 N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:7 f: n0 m9 U3 Q
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。$ @4 m- `& q/ R0 J
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
5 Y, K* E6 f$ V2 h) ~' E; m③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
" `6 U: P" h* F, g* {) G④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
  E6 U( X9 @4 B& }⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
# o! K* P- Q+ s4 Z, K' {8 O  F
# f. ]# S) q$ A+ l4 \4 x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。
, ^5 k3 f/ L/ k* h, a, X/ L3 \+ ]8 `- X! P4 w6 N( k8 F+ |1 k& D
: d7 P& G$ S& d; }$ @2 R( _. h8 t
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
$ h, X/ }8 G* N% w" ]9 X* o
  m$ F  w- ?7 k& U  r8 ]5 L" H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 9 i5 S( G# N% N* D% M

2 V: S- F/ A6 m8 I7 _" T- o- }3 L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。
, i% [9 N! [0 F  A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' t1 m: t. e' R; E3 S( l. E& v# j
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
0 J" P0 S  _1 d' {: d( ?7 [一句话:丰俭由人
) _* L: D5 G( I$ M: d) a) X# F$ W6 d+ Q* v  E
1 m+ e! \% o4 W' ~" D9 q* t
- I5 Q7 n+ ^  m. z# X; y3 j

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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

    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 ) v. @, _3 ^1 `9 V
    . Q1 y% U5 v: @% R  r5 k" e- t* m, H
    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
    擦汗
    昨天 00:21
  • 签到天数: 3193 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
    ) q* q8 c& i) @( z/ S# L  U
    哈哈,经常发生
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    奋斗
    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。
    - c* J" I3 h* ^1 j7 z9 M1 b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* P- ]3 o5 ^: m
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    % f3 Z' q# z6 G/ u6 j9 f2 s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* W* b5 x" w$ N! Q( J
    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。
    7 {4 Q; T: p7 i4 A# F我干活的时候就是一边拆一 ...
    8 L1 q3 R9 u& Y# S/ 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。
  • 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
    ) C8 v* r- T- U, ~4 I) y" ]自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。
    1 ?. g6 W0 c) I# V& n3 {* f
    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。, A; Z" Z( D2 G; ?
    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
    8 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
    % K8 f+ C. g7 j哈哈,经常发生

    3 W& @; u+ D+ `9 [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!: v6 m$ M7 }& i/ m
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    + R7 J( Q+ A: ]- X  E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
    ' I9 L9 s8 p  a. O. M4 c6 n1 h8 }, |4 N那些动图太赞了,生动易懂!
    7 |# g$ k/ X7 i: j/ t" ~# v我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!9 G& Q5 z& N) Q7 }
    不过也不能怪修车 ...

    0 F" |; G/ U0 a. I! b打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧0 Y) \3 d( O. k; K% y3 }) t( K/ P
    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 ~( Z& s$ n) S7 {6 H: J/ C" I打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧8 t+ X1 a! @$ u* u
    不就是个盖子吗?

      e, M. M! C' _* M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。  J4 w, {: m" b! A8 \  k0 l9 M) W' L
    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。
    + w5 k0 `5 z( P" a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
    擦汗
    昨天 00:21
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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( N/ n. Q- _5 {% ]5 I2 a6 U1 U
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    7 f1 _  ~- S6 M6 w2 y% _  I7 \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
    " l: q3 Y, y4 o% c6 ]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。' v0 G2 j' f: O1 G! _: |
    现在都封 ...

    1 X' F* D% @. Y/ b* N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
    昨天 08:16
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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  T4 ?% [0 ?+ g: Q: p) @! Z
    是说DIY一些简单的事
    ( f' R% E5 }# h2 ~
    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
    2 W9 W4 ]8 U2 @& D* }( m打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ! W8 y  G1 y# t# U# R+ o不就是个盖子吗?
    3 Q, \" C2 D& ~' m3 d% I3 m0 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 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。
    : _" J3 k# x6 |, g5 o3 p3 f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
    6 `9 ?! T) [3 f- R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 ...
    3 |; X8 [5 t+ y. s. 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。9 P: y$ r! Q. m7 n/ Y: |1 I; q7 q
    ) Y; V9 t  M+ x4 ?. V% l9 @/ j5 U1 u
    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
    * I" [" L2 R' R3 ]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, ...
    : i$ S% p3 F" 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
    6 e; Q  V$ d/ b! e, j- J/ C是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    $ Q( @& e3 j" C
    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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    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% u9 [, Q# S* a  Z) H
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    5 `. k2 Q7 |" w, M/ ]+ S/ P& ?% v
    现代的汽车?
    ' n( s8 H1 c8 q0 P3 K0 ]4 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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