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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
$ n" @0 f. E& B% s5 L
' r4 S( F. L  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。7 Q. z( z6 Y, M( j" M5 ^

- L( N( c2 G0 o! 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。
8 j: p5 W9 h; z9 i$ Q: k  [" D5 s- M
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)。
6 M2 j, F- U  k6 M$ w
' Y3 W: J6 C/ R% N2 e8 }1 t. ~/ j  o) f/ I

3 l. P7 X6 o  x5 f7 b          实物图,不含行星架6 K+ k7 n4 y* e: P( b$ z
4 o1 U4 J2 \' {6 U( l" o

, Z! P5 f3 b2 q- g          实物图,另外一个角度' S: i. j4 v% m, R8 u
) G! D2 L  H6 i% w$ k
2 Q  H" _4 w/ Z. ?1 I9 M( s; u! `
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。* T8 S! F- f4 e% [% [' m$ h& \

# s. b3 ?/ N& G' c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。% z& B% Y$ E% ^

% x2 {2 a; ?3 H0 @! R( E! |* _- g# f7 e0 ]% i) k
6 i# o0 @7 a$ T4 b' m" p
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
7 x4 ?$ S0 |. ]7 ?0 B! I4 _: {. N" G, h  z/ Y% @6 j( s1 ~- R4 b
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。5 a) B# w( c( z6 i; e) ?
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 b; d' |0 s; }0 C6 r, r7 ]
1 z+ Y" P; O/ ]- k" F7 W: s3 I* u" y7 q$ d. V# o
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:
! N4 f5 K! O0 v①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
9 R8 b* _2 f6 F" k' M②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。- d7 o; ]$ _  Z( f. G& {! u
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
# ~2 M6 B  d1 }: Q$ v④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
& B- e% i; K; v1 z3 [⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。5 o; V2 q; {  M5 s. n  C
$ O, D) W2 V" P  H
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。2 ]2 X) f: Z) q' ^: U7 h1 H

7 P: Q) E& d& `# }( ~* M9 ^  k7 F- W6 G! a. r. y8 r5 F0 Q/ l8 K- Y
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了0 {1 p. C+ g5 [: O8 [
' d( q. 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 $ s/ r# ~' o; I8 Z& |; }( m. _

+ _# @9 ~5 I2 |7 z% T4 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。% A2 r* p, z( f: N" }
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
+ _: z" o' J& f2 h' v如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
8 K0 B0 c. [8 M8 m* q) T7 S9 j$ j( }. x一句话:丰俭由人
( h" X* t! ~  }' o6 C. U) N& K3 S; a3 W( z% \! o8 M

  J6 ^8 P; Q, ~/ E7 w! t; _
1 J5 M) g+ f' a5 ^

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
xzhangz + 2
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    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 * T0 x/ \0 I" g; b' O0 H
    & `! h  n& v& _/ h% b; @# 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
    慵懒
    昨天 00:13
  • 签到天数: 3452 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

    & m0 x0 G0 O9 Q$ ~! u1 u0 d& m哈哈,经常发生
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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。% M& ^  w- `6 t) a  p' G$ C
    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) @# d0 U" W" {3 [% Z7 a; U( r% ~# S
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    ' {+ H5 S8 v5 }% V6 G2 N: I
    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 00:223 k$ F# \0 [# U$ A; q. }' ?
    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。  @, N, |; Y" a# Z/ @/ @( R- \
    我干活的时候就是一边拆一 ...

    ! R6 c$ Y6 a/ v# q3 T4 x2 t1 r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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    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/ \9 u3 ^1 h6 i! W9 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。
    7 V0 I  @- e2 M) g+ Y# L. g
    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。: y- H. g7 g! V( ?4 C. _2 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
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    昨天 00:43
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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$ H% f4 E) F$ g4 ^' J4 _6 n) t
    哈哈,经常发生

    7 z" b/ N/ V: F- t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!
    7 }1 ^" m% Z# N. O8 f我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!$ e1 S% g: B' Y9 W' a
    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
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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
    0 Z0 P1 w* ^3 c& A2 n: T那些动图太赞了,生动易懂!
    7 |/ `# y& e+ l9 C) k! t我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    : l5 E4 d; R+ q- \( h. C6 a0 K8 F不过也不能怪修车 ...
    6 [6 x1 v% c. o& R5 Y6 i
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧8 X; D" R* H" W5 B2 ]3 y  Y4 c6 t( 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
    ( T" t( J; Z8 {2 A  d' ^0 _9 `打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    * O; o9 f$ S5 ^" b不就是个盖子吗?

    ' S% u# b9 |! z* d- _1 P8 O2 b! c6 @+ b" Z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- _$ j5 g* I8 N" }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。
    1 u! G) m9 `: D3 }) o% }1 _: 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。
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    昨天 00:13
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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 02:106 E$ o5 A# W( e$ S! i3 z4 Y0 ^! Z4 S/ Q
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    4 L, F: p9 M$ V' k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
    , @) M, u4 G+ R9 P+ 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。4 ^) v+ e7 o! O& u3 A8 d2 z
    现在都封 ...

    3 ~0 `9 }9 {6 f0 @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 11:08
  • 签到天数: 2265 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 07:209 I2 }3 S' A7 t- Z, G) Q' F
    是说DIY一些简单的事

    / k( A/ w4 Y1 a7 L. A2 s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( D" b0 e, L* d- j4 Y
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧7 ?" Q2 o, Q- w4 V* @8 V* e
    不就是个盖子吗?

      F: ^* k, \& `1 ]  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 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。' E  o+ ?7 a* }: P+ T" v: H
    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
    ( _: ~; g( q1 L9 w  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 maste ...
    : v: Z" e% @$ j. S& m' V3 [) W% c/ @
    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。
    4 N& u2 L6 r4 b/ b/ y! ?
    " o- I; k0 K; R' f4 P6 \- ?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
    . c+ H; ]2 T1 o1 H# \$ `$ U3 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, ...

    ' O. V" G" ~& @5 F5 Q3 O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
    2 V6 ]& E& [  ~, F. f+ V% l8 F是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    - V' G5 Q2 @& y( x/ 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
    : c- g" t) a; z1 @. E现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    6 i0 ]( i& _& o, \0 Z现代的汽车?$ M# q' f3 P* E* l* j
    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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