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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 7 V0 z# x3 p: M5 I  j
, H& a3 |! p9 Q0 t9 p
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。
( ~5 p. w1 a5 }$ j; p7 H8 a: ?
: K4 ]! H4 Q/ T+ c2 R2 x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。& @  u" X6 Y% T4 _9 ~

2 @0 ?/ w- G5 i. u( s# U: I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)。
% U' z. b" Y8 g- L
8 ?  j! c" a" V/ q9 W/ k5 B$ C$ l# ]9 E: f+ Y
3 w" J3 d8 w+ A
          实物图,不含行星架
, l, l  p# X1 J+ R! n
( S: O3 g% z6 C
# `( g, l0 i. n          实物图,另外一个角度+ m  U9 g0 I) @7 h
. [9 V# ^/ T7 M' H0 u

% T, {# H6 |# i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 u3 g: ]2 G1 o7 x' {/ u- m

' }' O: k- G# i* D* I: l( h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。/ q5 b0 s8 f; `1 ?
0 O7 @# I, m. ^4 Z' s; Q. t
8 ]; t" g' l) }+ K2 @' L# n7 m

: P2 j. x, {  v. k  S* E* X第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。+ I6 b8 U1 r0 C: w

6 J- ^/ m9 c4 \7 p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。+ g! O$ P# d  Y* X
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。
; W7 u# F0 R: g; Y, B' k& V+ e8 K0 U5 _
$ D" J- V' w, C8 o5 E
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 M9 o' i* F) N7 ^
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。8 t4 N, A& D2 q# u- ?( F
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。" W7 u; p! q, b. j: Z
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。/ C1 L3 }4 B0 Y6 N: c3 [# T
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
9 D4 T3 n: M7 p0 m1 g⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。1 e2 N( ^- a7 `  h) _( L+ K
$ B9 o/ W7 d9 ]. B. E/ `/ g, _
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。; U" ~4 N& z% q6 g$ U- O3 b# M/ a1 e; M

" v' o: r4 \/ r7 q
+ C6 ?9 s, T: v) T2 u现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了2 e7 `' q7 |& q* q7 A2 s

2 t- z/ R% ]3 R0 Z% V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
' y% I' J6 ~# L
! x4 m7 x0 i, V9 F5 w6 ~4 i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。
5 n& Y0 u7 u( z% I( 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( N2 f  q5 W! s9 i
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
% ]6 e. d( X* K" [一句话:丰俭由人
* E5 w* K! W9 F& y- n) \9 c: I$ ~% n0 y# }: w5 X

2 s0 s6 w* |& u0 Q' {
2 i0 q- ?% Y/ i/ e% G# N7 M

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参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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    11 小时前
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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
    4 }) r. d2 p+ x' t: f# o. I. b6 p" j+ K4 S
    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
    11 小时前
  • 签到天数: 3330 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 k2 J2 {& W2 i0 I# v5 f; x; ?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。
    $ a/ b9 K) y# E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 23:499 q& e6 ]6 |( @: l1 [: j
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    ( b/ @7 ?. R& e1 O2 P4 t) c; t, ?
    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 00:224 F3 p/ X1 a: Z$ X* u0 X+ 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。
    ( c( X& u3 B% P, n* X我干活的时候就是一边拆一 ...

    4 V) @+ S: @" H* i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
    " v, [* Y  e# Q自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    ( Q: F' }( m7 P6 X& U! Y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 P! \5 Z3 s/ S7 r5 f/ q, G# 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
    11 小时前
  • 签到天数: 3016 天

    [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+ y) H1 j+ C- [" J' C
    哈哈,经常发生

    6 _7 ^+ y9 W6 i7 h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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    [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!" E. _( Y) |( N# ]
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!9 U! [" _0 `; V# l
    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。

    评分

    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# y# b' R& k! d/ |) K$ S
    那些动图太赞了,生动易懂!% r. t6 g. V2 r; j
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!1 T+ U4 ^$ F4 m. L1 l. u$ e
    不过也不能怪修车 ...
    / t( U3 c* y6 [1 f; [
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    3 c7 c3 k0 M: ?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# s- \$ |7 P5 b, {
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    : ?* i3 S* O/ v( N  L" p, ~" I4 m不就是个盖子吗?

    ; ]4 e$ x! d6 q% x; \# v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。6 M2 w9 I; n  V, h0 U. D
    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。5 ]1 l( \. `& y$ T6 L+ C
    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
    11 小时前
  • 签到天数: 3330 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 02:104 Q8 o/ q' A/ g" F  T
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    7 z5 J/ ?- o+ M, _
    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
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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 01:314 M2 ^7 `+ H: d" m7 ]6 |, D/ n
    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。
    . K, F3 Y& ~* g" \现在都封 ...
    * b* q2 ?2 f2 F0 u% r9 b- w( D/ _
    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 20:30
  • 签到天数: 2156 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
      u" ]4 C4 J' ?  f; G是说DIY一些简单的事
    ' u& F, Q- `( [
    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+ C8 v- p; b  j  ~9 x1 E/ y, f0 `2 P
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ( `$ f/ O& h1 E' r不就是个盖子吗?
    7 H6 I. o; t$ u8 a- P$ C
    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。
      g/ h9 R+ ~3 g& t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
      k- `+ `4 e$ b" c5 @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 ...

    4 }* b$ g: q( l4 l+ Z% j7 J, o, Z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。( Q( D! J) ?. J. I8 V5 G

    : x/ e' S$ B7 a* p& Z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" F2 h4 r; q6 j! X1 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, ...

    ' D' z. Y; e4 E% j, b8 M' t8 }0 |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& `& {3 K4 h8 q" r( `* B
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    8 z# R" c: J( s7 v) {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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    [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 15:456 F, Y, {0 q" l0 f. a
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    / d* I+ Y* Q2 ?6 P0 V
    现代的汽车?7 N$ b  ^# `8 n& I- R
    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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