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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 E$ n! {( o6 I9 u9 V  N- o
" f4 w& D, E# `- @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。$ {  {0 C" a* [$ Y

$ d# P5 A4 y. _+ y6 U$ f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。2 l" I$ s) M& _7 o: ~9 k. E6 Y
/ _0 o# x( {& Q( ~+ d3 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)。
. n* B  V1 c. N! {4 B
$ G! Z1 v/ W4 ~8 K% W0 P2 N
. q$ K% C9 F& H0 I2 Y
9 |; E$ b! P! b( }- b' J          实物图,不含行星架3 Y" W( Q: W4 Q+ F( [4 n
4 Q8 |" t/ j+ V8 r% F( O( \; r. W
+ d% }' P# @- U. q# b/ t
          实物图,另外一个角度& ^# n7 d, \4 Y( H# l' A- h- {7 V+ C
/ F9 Z0 M# Q* Y6 l" ~" h2 B
( A* \8 Q7 M- A3 ?1 S. F% w9 Z
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。9 k( r; M$ F0 X4 c! ~" ^

7 P% t- i( p* O: O+ E" S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。
% c, W( X8 T; r, s8 |3 e- k; S' g8 _+ M+ x& M

) y: Z' w4 o. H; y9 p" W! g
! e1 L( D9 C3 x% }4 B+ l6 Q; `第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
9 _) c6 z5 w6 V6 H7 Q6 Q. o( e3 N- M; R4 V% O1 o* 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。
& X7 \, a1 M3 a. h( t2 ]) t/ S! V8 K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。$ N& {9 E# g) Y: Y

9 _9 c& R: |/ f! ~: e5 p
" [/ x) u" P. k7 z( \/ M& r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:
" T8 `6 u/ V& p9 k) f% x①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。' c- V- c+ H8 Y/ O; o% H
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
8 E# x  c/ D' w! s1 T& n- ^3 i③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。2 L' }; N6 e( g+ |
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。- [/ ]9 X5 A" ]$ K: c* h
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。& p6 E" O8 t9 d0 V' F5 |
+ d5 E4 P* O8 ?* |: [9 e6 z" `( 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。- |' E; P- Q8 A, t, L# g8 q
6 A. @& M) s, P$ p* ^% ^, j4 ^( Y

; e+ _& w- q8 R; M' g现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了) [  j5 x, i3 h: R

. |! ?4 d1 z0 w3 ^3 S+ D- N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   E+ |* u- V: v' F2 P# I
: b8 J0 t( K; j& ^1 L0 l- G
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 O( X' x$ Z2 A' i# W0 @6 @
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
! ^! }. _( ]! l. k- \7 W9 m1 r如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1% u6 `) H% m: M' B" ?- _, n
一句话:丰俭由人0 h! m' H$ W5 D3 V( ]( h4 i: @

6 y) l- \! F0 w$ @
8 m2 W9 z' h+ T2 X  f$ [
2 W* z! p( ?0 \& P8 E$ I/ z

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参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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    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 l) F7 ^! {0 A7 c
    1 E3 B' b( H4 _0 ?& J跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
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    [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 R4 C/ z8 e2 K4 r& J; h. ?  s0 E$ p哈哈,经常发生
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    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。) r! v8 d; S1 ]) A( W2 k
    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 23:490 Q+ @, Q1 B( X; {' f- w! k
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    8 |3 z" w: ^( L& B1 J* G5 W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
    " X3 J& \& T+ i) @- R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 I# @4 [1 R+ c我干活的时候就是一边拆一 ...

    4 ^* P: y& w) q9 {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
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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 00:327 w$ _5 j& A7 T( ]& P
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。
    . R) R: U. b0 s9 J3 E
    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。
    - @6 ^5 F) c, o  d% b5 S; G* [  D现在都封闭起来了,连变速箱油都不让自己换了
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    昨天 02:51
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    8#
    发表于 2017-9-21 02:10:29 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2017-9-20 23:537 I6 b" {! L1 l+ h$ G
    哈哈,经常发生
    ) l% n( j7 m6 ?; G
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

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    油墨: 5.0 油菜: 5.0
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    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!  x9 H* e, z" d- r
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    6 }; m# S2 L3 x) h8 M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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    [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
    8 q* g) @) d0 C+ Y那些动图太赞了,生动易懂!# @! z/ ^$ j, r5 _8 g, _
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    4 @' ~2 c# {+ o不过也不能怪修车 ...
    7 _9 ]4 S' P: H% d
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    * l( g  z: z% }; o7 O" _/ ]4 h不就是个盖子吗?
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    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 05:496 {5 O" j, p; e. Z
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧  }: H  @" a4 E! q6 Q
    不就是个盖子吗?

    + n; f" |3 j3 y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。; `( U/ N8 h4 u3 q) x% \
    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。
    3 Q, f5 j4 u$ n$ m4 U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。
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    2026-10-2 19:49
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    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
    . h* J: F+ l/ F, S; y  z天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    4 J2 S7 b( g7 b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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    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
    / o  B3 k9 Q8 D" h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。
    ( U3 h) C7 D: S6 W' g, N& P9 t现在都封 ...
    2 d6 P  g1 y2 U; h
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
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    慵懒
    2026-6-27 09:25
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    14#
    发表于 2017-9-21 19:41:38 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2017-9-21 07:20
    ' p( o, I, F2 }3 z- W是说DIY一些简单的事
    4 G7 Y; y2 D/ L1 E& |
    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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    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) h% K8 E2 \9 n% O
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧6 w7 s* `- {1 K7 i' ?
    不就是个盖子吗?
    ( n* M, d) L5 d& ~  L
    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。( k: t9 z& V  y4 z- \7 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: q6 r  X: n! v9 F6 M5 V
    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 ...
    2 J" [  o4 W' s5 R$ ~0 N
    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。. C3 s+ K6 C8 U2 d7 x: U- f0 }6 Z

    7 [" Z7 u, N7 i% p" E& G8 K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
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    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& `& Q0 B/ C7 ?
    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, ...

    % {, T1 H9 }2 C+ i) A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
    ( v2 ~/ ~) _/ D9 I0 x6 T- J是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    ; W: {- A0 {7 A. a
    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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    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& Y9 b: z! K1 }- y- J
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    ' [# o4 @5 D2 I% v/ v8 U% q
    现代的汽车?
    + }: p- C6 ?5 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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