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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 6 {% n7 p' x- L" P3 i9 Y6 j  q
3 O1 d/ X5 }1 _! e: H7 L$ P: H& 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。& f4 d: I9 P- ^; O/ X

7 x! `- U8 b$ C+ ~/ a# ~* E$ k) s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。
+ q. R0 t) V4 Y4 @; V  V& A) S4 l7 e) B( v$ N* T2 X8 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)。  E9 }# B  B" b+ e
: O2 f% V  B2 |
6 O$ b5 ?1 |* X6 e1 T

+ X  X8 I- L1 z8 s          实物图,不含行星架
/ b. L" x+ K3 b2 V1 C5 D5 ~" i* @. y0 \& N; K

- j! G, E* J/ X: f% l- B# j- j+ n          实物图,另外一个角度
+ @- K0 ]; T  H4 s
; q. N6 L8 F- [$ k2 U
- b9 |, M- R$ y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。) P3 V* e4 R7 P/ t3 i6 E
9 N0 B# b  Z) }/ `; f3 [9 u
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。
# J  f2 E4 `# `! e4 q0 ?. {
& N0 f/ P( |4 G  j9 r( N4 ~/ u% @/ b) D1 {' y) j8 _* U$ j( i: _8 ?

2 d. U5 H0 L8 o" ?, D! g第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。2 Q& ?" Q( c% r6 _2 D% I7 S

8 x3 F2 c9 m0 N" M. m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。% d! U9 A' O3 m) k) ?6 J3 B0 D
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。1 u1 n# t& B/ L0 |

1 \! k- {( I1 R6 g  c: Y+ g
' b4 K. X- A/ b* 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:
+ X% ^: U. {& w, W①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。* v" J  A! w" @: I, @! z4 z
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。0 j, {( J7 r+ V8 ]
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
4 e, w4 D  h0 Q④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。. N1 _2 p) N5 N5 W9 v
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。$ m/ F- O( [! n/ }. e

, e+ L# K8 t( A; p; |, t, z3 @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。
4 \1 I8 }$ N' a7 Q% [, S% g
3 T! u$ b# }3 ?/ y6 I& ]: N3 K& h+ Z4 h( w$ @1 |; u" G
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
0 b6 M: m/ y- G, f8 P
9 p' e+ G# ]& M) y$ Z* \% Z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 4 O4 u, j$ [/ Q9 @6 O: q
8 Z" u, s0 h) b' n
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。
/ e# G1 j' a+ G. K; ~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
: q$ i; C2 R7 W9 C如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1% V. F8 P7 C! D3 ?
一句话:丰俭由人# g, `$ [. W9 c, U& Q. T1 X

3 n8 |$ u0 ^8 v0 t; H# r+ y- Q7 `9 X' i  v
$ c) F, D8 _$ y" f8 x( e8 _

评分

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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九麟居士 + 4 涨姿势
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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 " O+ r4 n$ E2 Z; L1 t4 Y& k! E/ z
    0 c$ E1 U6 Q6 ?* y! {
    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
    慵懒
    13 小时前
  • 签到天数: 3279 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: k& J' {, b
    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。
    : A0 `7 j; f% f% v3 Y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
    9 a8 z: ?3 K& @7 M- ^- d, ~; x跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    0 C. S5 r5 N' u* b# {5 G+ b" u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
    ' G. R8 M! o# U- b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 A! \0 U3 j" F) e9 c' G9 i
    我干活的时候就是一边拆一 ...
    ! v! x* `( z# H# D& E/ Y1 T
    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
  • 签到天数: 2441 天

    [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
    + z7 Q7 H4 M4 I) g" l3 C9 i% w2 z% Z自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    0 Q& d% \& T- w& J) a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。
    5 L; T6 Y9 J6 W; R+ S9 v% G8 r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
    擦汗
    2025-6-20 00:32
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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
    4 j. G5 s: P6 ?# ~# x" W& n* q哈哈,经常发生

    - ]* h  X7 j, ]8 U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
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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!; j0 m* I6 E4 L( D5 B
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    7 R. L) Q" k* O. i% @0 t! @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 04:137 y: ~+ j) S5 w$ _. N- ]9 K
    那些动图太赞了,生动易懂!" i9 Z, ]* Q- Z1 t% K
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!4 t; ]- T4 x3 P& s" A4 s
    不过也不能怪修车 ...
    ( C* ]$ m/ z" o" V( ^
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    8 ~( g9 C: c2 R& ]8 R6 W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! |) u2 _, ~" B6 l5 ~$ e
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧: x: f$ t' w; Z. U; y3 k; X- r' d; y
    不就是个盖子吗?

    & w( E& j; F8 Z* c/ M! u& m; o/ J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。
    + ~- S8 c: G: a- S# m" D! Y& G* S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。" e  A) ?" h' k% I
    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
    慵懒
    13 小时前
  • 签到天数: 3279 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 02:101 Y/ D9 l8 F# ~
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    - m* i3 X, `4 q4 O  k; M% X$ c/ m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
    0 i4 j, S, [- M6 r% 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。% E2 P6 R0 G- d' ]0 a
    现在都封 ...

    + b1 a! Q+ R+ }! j6 {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
    1 小时前
  • 签到天数: 2130 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 07:202 _1 Q+ _9 u5 a8 n. J
    是说DIY一些简单的事

      m( C# W7 C2 u0 a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/ J* I( c, S. g2 y  ~
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ) j( g: U7 m" C) o4 J不就是个盖子吗?
    5 L7 z2 V. U$ N+ S  E8 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 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。( V9 r4 W+ [% M# s& _
    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 08:016 z8 L1 C( p  u& 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 ...

    / h% T$ j* ~4 q' N, 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,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。" V0 G/ b$ I6 B6 w4 Q
    " Y1 f5 ?) C9 H, P& G. X# t
    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 08:400 a. H, a( U% i: [4 r8 M
    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, ...
    . _% ~4 ?& D0 K: C8 S' b: V$ j
    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$ `1 F9 m/ L1 ?  T$ V
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    8 y+ ~3 p& m6 X% h: O8 W9 z2 E
    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。
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    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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    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
    ; y5 y7 L9 E4 h' n6 `; \现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    , P% w8 e. s/ O+ z: |6 c现代的汽车?
    ) Q8 X% @" A! j7 u: s) a$ ~9 v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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