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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
3 I# T/ H# T7 Y( b0 L
2 D5 N) P, I7 \2 b+ 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。
* e6 F" v- \* }
# H1 @8 X4 M' }2 r6 G5 s. c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。
# ^% @4 @& K0 M1 w. k- S1 |$ B: s9 U! Y5 ]- d7 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)。
, b" e$ m8 L  B; X: |% Z
& ~2 S) _: D* d7 _  b5 \
: {/ E' w* _9 y6 x8 z" f0 V! {1 o) l* `
          实物图,不含行星架/ K4 j0 m; I/ h
3 ~5 W5 W1 T, u" {

' J$ g# S% i8 d6 b6 V( U          实物图,另外一个角度2 L5 z. z+ V- |+ Z( B6 V% v

( Z3 u! X0 [" ?: f8 c( M6 k( _! @3 \
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。
; e" l- |8 k. ~) q( q
. m6 z: T6 r+ O% Z" M) M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。: y3 ?: N1 u8 _' M
. j* K% r. [$ k5 g

- s# A' c. q" }- S2 k6 H! X2 C& T, q: v! T7 u0 b
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。) k$ z  q3 K+ N- f; p, J
) S5 d5 d" P/ Q  _5 V0 Y4 o
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+ W$ i  e1 d1 `7 J  l3 A0 c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。
) x: P3 V  w! Y
# p8 Y) \/ |9 ^! a3 M
  R( {7 c3 d) z7 A4 H- \/ g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:
0 }! c4 [, A+ I5 c9 u1 e①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。8 K# c, \8 C* U4 U! `3 B5 X" G$ |
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。1 y9 v; b/ e% }
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
- z2 [. W6 m+ L④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
! a- I; x$ d. r8 s: M' v( o⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。' F, Y: K0 P) f- {2 [( F

$ H1 s" E, H) L4 F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。
/ b. I2 ]% q3 R8 z, {4 C% _3 ?2 e$ H2 \0 J0 l2 |- J" `  Z
6 U5 Z/ V8 j6 x1 J& @% y+ t
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
6 T7 K4 ]# l2 N2 o/ x" M, X. P. `
- f: B- `  W' c5 [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 : \% l: I% D( Z
- H- s9 t8 V3 B6 U0 b; `* D+ t
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 T: q& `* `/ N$ F
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8 e' q  u& U7 ^
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
0 I/ s: W5 n) r* S6 w5 w) i) D一句话:丰俭由人
. q2 k$ `1 P1 J% x. I5 ]* S
9 c! f' X4 s8 e, P7 ~3 }$ _' F+ @% w
4 F  B5 i9 f# A; U$ w! W+ ?  D; }7 g: {2 E% }4 I

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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    [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   m1 O1 q, ?8 I
      S, L7 W( \8 l  @1 G" h' O6 }
    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
    无聊
    16 小时前
  • 签到天数: 3440 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

    . d- U, U6 q5 l0 M# P' |6 a哈哈,经常发生
  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45
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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。$ R( }9 S, p$ d# x
    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, J* o) A" |2 H4 x7 T6 C& M
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    : p( U8 ~8 o* P/ N/ g2 c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
    ' f+ r5 v% ~# S4 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。5 W4 J: }9 f# M- Y/ H7 ?
    我干活的时候就是一边拆一 ...

    4 m5 T: h" |- Y; H: X; Y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+ m3 P! D& B% x) b  v
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    1 [6 q- E3 H' 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' E3 }2 O* Q
    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
    16 小时前
  • 签到天数: 3206 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% |: N: S- S4 A9 V0 I
    哈哈,经常发生
    4 O: i2 o0 R9 w
    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!
    ' j- T0 n, y( |0 s我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!5 B$ @+ h- n2 Q+ w
    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
    燕庐敕 + 8 小小补偿

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45
  • 签到天数: 2441 天

    [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" x2 {+ I! O8 @, o$ d0 @
    那些动图太赞了,生动易懂!6 L/ n7 w/ f$ j
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    7 g' u" t( m5 H" u# g+ n2 U不过也不能怪修车 ...
    ) }. I8 K5 p( M& `, y" W
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧# o7 t: p5 R- P& H4 ~
    不就是个盖子吗?
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18
  • 签到天数: 1 天

    [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 05:495 S* s5 K, X2 T# W7 r* w& A
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    . x0 L2 F" t6 w不就是个盖子吗?

    & f, O- ^7 _8 @2 ?9 _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。
    2 @+ B/ t% I% \4 r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。& a6 T( k! @" v6 b
    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
    无聊
    16 小时前
  • 签到天数: 3440 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 02:103 y. k% V3 t" T* }
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    ( i9 \: o- z/ d# H( h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
  • 签到天数: 1562 天

    [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 c- O" g- o0 Y- w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。) \( v5 m, P6 N
    现在都封 ...
    9 i, q. H3 Z0 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
    5 小时前
  • 签到天数: 2256 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* ~+ \, ]# K; f) q4 t' X: I
    是说DIY一些简单的事

    * l( {+ c+ m" l( V7 `# v; l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 05:496 Q$ \; ]1 z' g- j6 x! m( O2 V( k. q" G
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧# r9 l0 p2 V. F+ _
    不就是个盖子吗?

    3 [" M0 E$ w5 B; U3 C7 k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。4 p8 S+ T# j6 M4 B; |( e9 w. P
    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 08:011 l- J; G6 [1 N& [& Q: M; A
    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 ...
    ( |) O' L6 v0 R6 S! a& {8 L: i
    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。
    5 s( p( h- b; u( _' A3 v% ^! S0 Z& h& 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 08:409 P3 N! l2 ?" Q+ L, o3 T8 t: R
    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, ...
    , f9 O# X1 \* v" _$ u% C4 |
    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
    7 B$ ?) |- z1 V3 Y& V* c' L8 w是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    8 ?* y+ p- w0 J$ N. B. d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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    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+ {4 L3 x8 B& m# v/ u! a4 C3 ?
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    4 d. S+ T4 Q) Q5 K! x# G+ T# J( }现代的汽车?
    7 }4 j0 w% f1 z3 w! _6 @% i. B- b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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