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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 5 `% |1 C! O( \3 ^) [9 O1 O
' q( W& S. s" ^0 ?% h
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。; D( M% C1 V! a* l4 U" H
* u4 `( |! [8 D" }# j
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  b3 f4 ~0 V* w

9 R2 f' ^% Z' e# T* H* q2 @- q* e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)。% v  C7 m) k% Y5 ^$ H
2 ~3 C, x2 V# j& U3 x& h
9 X/ d8 S! z: g) r6 K
* U7 q8 |) }( c+ j7 L+ B
          实物图,不含行星架; t( a: T$ f; C2 u2 Z) l

- A5 i$ e. F* Z5 ^9 X4 g$ q) d6 F
          实物图,另外一个角度' ^. U5 r1 e# r! k6 ?+ T
# Z5 V  j- ~1 @! _6 ?+ C% Y

/ ~5 ]8 ?9 s; g, m0 j# \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。# l* z1 h- f$ X, t2 R8 P6 D9 b# Y

& q! z/ l  |6 W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。
" {$ ?/ V8 I; H6 Q4 V% p! E  P
) c9 S# K* @. [  P  c5 m# q- {# B7 f

# [8 f! R3 S+ v+ L! n第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
3 L% a% E! A8 I+ P. U: j% |- N8 w+ [' x; J4 R7 M, J9 `, G; 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。
. a- T- y3 E7 b  d9 Q  [  d5 l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。; `6 T. r5 s! U0 m$ u$ S

- i  |4 o% ^' j. C  s
3 N8 I& P* F% Z, G- A( L9 T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:
# s; Z0 y6 G2 k+ h" x- L①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。3 x: ^1 v$ p2 d- a7 i
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
7 p  z1 O3 A7 a% L0 \③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。/ t# y" A* A* F9 T& D
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。, X3 v8 d$ h3 h. Z0 ^% J
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。1 L. q0 U5 W$ s% k- B1 o- Z. F$ w7 v
' j/ `7 w$ v  o3 w3 R% y
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。
9 M" a$ P4 i( t1 A" s  C1 O, ~
6 n& u4 @1 h/ Z! Z
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
+ T" i/ x; R' `6 C" v. Q) S
! r: I  _# Q4 F9 e# ]$ r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
% U: J6 q8 k2 o' u; p4 ]6 ^) r! @0 j# ^) C% B3 R0 m& c) 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。1 ^0 j2 h/ W2 b7 n* k+ M) p/ H
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6 Y0 ~6 l6 w/ H/ t! p* X2 \; K
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#14 }5 {1 ]7 Y) a* Q) E- Q/ d
一句话:丰俭由人
8 Q% K0 y8 H. ?( E3 a6 @
' R8 k' O* z- ~
) ~! W5 g+ Q* i: f  ]0 t) X/ X; b
9 A0 B/ T4 Z( q+ w

评分

参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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  • TA的每日心情
    郁闷
    13 小时前
  • 签到天数: 3474 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 / [4 y" o- H, R) B

    6 p& U5 I5 f% y3 M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
    郁闷
    13 小时前
  • 签到天数: 3474 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

    1 w3 H$ Q% i6 ~5 c2 r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。
      U' X- N& h+ s1 J5 R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* G: L, f' P2 `9 l
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    2 C7 I: R$ ~1 ]# `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
    2 C& d( J6 S7 `+ H; w7 c. G$ d" s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。
    9 k0 v4 {# B& F) s: {# t9 s) n我干活的时候就是一边拆一 ...

    & e1 t: V6 H) C5 l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
    7 W! A  V: Q, O( E自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。
    8 s- W' t8 A( U1 ^
    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。
    3 M4 }; D" {% T: ?5 n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
    12 小时前
  • 签到天数: 3251 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
    ' X4 B9 V# E. q" c4 n4 O哈哈,经常发生

    3 r; o$ G# [- Y$ D' F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
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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!. ]9 Z. u( O* z6 S6 I8 _, T* O
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    3 t9 u) p$ d4 N7 u1 w8 F( R4 V3 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。

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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
    & I% |$ b' R3 y+ R那些动图太赞了,生动易懂!  I; u0 |. {- k" T$ f4 \
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    7 I3 N  _. C: C, X不过也不能怪修车 ...

      m' C' H" T0 c: L* u7 D- k( i0 u打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    & Y+ r1 r5 Z2 N; x" H" g* 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 05:49% D' J" T4 I# u% C6 `, m7 o
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧1 R: C  a3 B' X1 `3 \) {2 G
    不就是个盖子吗?
    # ?# {( E7 s7 ~
    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。  [: O* x( v& _3 v- C  ?
    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。
    / O; z+ c: M; O+ c% B' 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
    郁闷
    13 小时前
  • 签到天数: 3474 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  s& u, Z& Y  b- O. G
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    - K! ~1 j1 v# n  O$ c' L6 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
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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
    9 X+ m$ _; ~  {, E% 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。
    & I% Q5 ~1 c. A2 V  R) M) D& k现在都封 ...

    ! k- u7 e  \( s0 |/ R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
    4 天前
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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 07:200 s$ g3 _" z3 Y3 K: l* t/ z& a/ K
    是说DIY一些简单的事

    ! n8 I5 ~8 b  z6 ?" Z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
    ) {! l- k0 }) w. g. Z打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧. y( N- c; J/ w% S  S6 r' J
    不就是个盖子吗?
    2 S, w1 q* q* e1 \! D# A3 N/ e
    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。  f7 O5 j0 a, t2 K0 a1 b0 z2 V5 Z
    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
    9 X1 I. i( ^  w* V) 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 N8 M+ z* P3 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。* l. _1 ?- a- h# s) p( a  A" t& X: n

    . A+ U; g9 h4 L1 b' n8 X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" F4 t' |$ G& V' ^; V
    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, ...

    0 p! y( V# |7 i2 \5 D! s4 F0 p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
    ) a- o# ?8 M: o7 ?是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    : ?' {; Z8 s9 {$ x' s/ k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 15:45/ N+ X& ~" K: T8 N
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    , ?" X6 |7 e: R/ m, X; u$ C
    现代的汽车?: {4 G& E7 I* }) W$ 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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