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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 ) h' \7 C; ]& g
* f/ ^" q% 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。* _) S3 g2 t5 p  h; [; \- j! }

& D3 q' [/ j1 R0 c6 t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 C9 _- G4 `  l) t# r; l
+ Y: l2 [' T8 }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)。
0 E7 r- m6 L/ W: f+ V8 v$ l
7 V8 Y0 {. |+ u* m/ m" F: d/ t; u' h+ N8 E7 O( Q# q

7 H) t+ ]8 b" c          实物图,不含行星架
# g7 k; e8 Y, j5 @# G( a
( Q8 L& V0 N& e/ u
9 A5 a/ B7 U2 d+ O; D9 \* V( p          实物图,另外一个角度
/ Z( j3 o8 ~/ u  c( g8 _8 M7 V
6 k, x, q% R- r- c; o* E/ k+ L8 }# k0 l$ l- l: L
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 j/ J2 f" B6 T+ f% t% ]# t! [  N! q
& i; S3 t& R) L5 ^9 r" ]; Z
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。3 Z, f" T2 n4 F  I

$ T; M6 m7 g: U  n
+ p8 x2 w7 P; j4 r/ i5 r
3 e- M! h, R6 L  v( H第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
. b0 g2 n2 C& @
1 Q5 J: Y; C2 O! y. K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。
0 R1 b5 J" @+ p, F5 F: S+ ~2 r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。5 v" [: }! E& V) G8 s$ ?. x: F5 N! B
' s( G  W  R5 u& v. u) D7 Y
, W, `: f" t+ H( M& {% U1 u  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:
8 I6 F% d; A4 r7 l①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。  b1 v; K( _5 j  H
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。- u# B. ]% S" w$ `1 K, ^
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
$ P& e/ v* w. ?9 p. q4 d- @④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
% U/ w. M2 L$ _$ O4 }, }% T⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。3 b( U$ A1 U+ X" V; e7 g. j5 V
) ^& D; p3 W5 p0 ]) ]
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。* h9 p. L$ t9 |0 Q% Z: X

5 M3 \7 P' m) y
* F5 d( i, x% Y2 t: W3 U* e8 J现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
( o, C; ]6 J" N/ H. b( P8 C
) J3 o  T$ r5 m1 ^& x1 _; F7 L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 ' P, r* J+ w3 `: _4 H* q) f

7 f: }0 k' \9 B/ h' b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。; h! Y  ^5 u' h) r3 d
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
% p  z8 L6 h5 l2 V& B如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
' S: K& f- e8 J一句话:丰俭由人8 @0 k- W. ]/ u5 w: ^% q, v
. ^  p- X9 Q% F) s8 m' W  u4 O2 N

+ g/ q+ c" b) E7 J( K6 {6 |: _, L8 m" ^1 C3 e3 x

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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    5 天前
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    [LV.Master]无

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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 ; I1 U% E1 E9 b/ S! v1 m
    ( @; S5 \; f' @: O, F0 [
    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
    5 天前
  • 签到天数: 3331 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

    & C4 g% w% n) v( E9 E8 E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。
    " {1 N- ^* B7 |4 H; v* b# r( W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$ q# b+ ]  M8 Q  i
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    % d, y  T0 n5 `8 b/ }5 a+ [0 G& X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
    # `. E6 v+ g. c: H" A  h6 {( [: D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。4 T. m; l# h+ q9 i8 p* {
    我干活的时候就是一边拆一 ...

    ( o8 N$ l  Q6 S2 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! O9 d: a% r- w* W  ~
    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 {/ t/ l- A. 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。
    # s$ X: ?* C0 {+ T& l7 W: {: ~: K1 E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
    慵懒
    15 小时前
  • 签到天数: 3022 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
    7 N6 t# n4 w3 F' o% w4 |哈哈,经常发生
    ) J2 u. y% a; t3 g" 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
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    2016-3-18 07:18
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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!
    7 K9 q( U; t% O0 M  J) z8 M我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    7 _" X. L$ |6 ]! \5 t! q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. L! b& ]& V* A7 X; X: I
    那些动图太赞了,生动易懂!" I5 g) K+ R# v, J" _. F
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    3 @3 h1 e: n; U7 h不过也不能怪修车 ...
    ; W  O- z  x7 q4 z
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧$ h- p( x- C3 I
    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 05:49
    5 |; a& y, Y1 P3 m打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    / p4 W2 _+ _$ p/ {- l: p不就是个盖子吗?
    & x( C6 R* P5 r- 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。
    * A0 x" R- D, Z1 p$ j8 s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。
    2 g, j( `! z& g7 c  ^7 R  s; s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
    5 天前
  • 签到天数: 3331 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% Y7 D+ V# [) S  T
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    . o$ _4 A6 ?4 P0 Z9 [
    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
    2 B5 w) p0 d8 |9 B! 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。. m" Q& V' J" i  E4 J) {
    现在都封 ...
    9 d/ r  C9 U. b
    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 19:56
  • 签到天数: 2160 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+ P% Y* [) r* U/ N2 ^8 R8 x
    是说DIY一些简单的事

    % M( a, M. g  A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$ Y1 J! j/ y# b" `" p0 S
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧4 D( z& ?5 Z6 P5 e+ ^
    不就是个盖子吗?

    " M5 n; U4 H8 F) j' ^2 o/ P9 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 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。
    : ~$ `2 R4 k. h* z" I$ ~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, {1 n' C2 X. w6 W7 j/ O
    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 ...

    7 n8 k5 `% Z. K* y$ 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。
    0 y6 g7 F5 [; e( Z
    : T/ i/ e5 M8 n& 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
    9 d0 B4 g# }- P/ n; e# ]4 j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, ...
    ! y3 N. o* z/ `) v$ N
    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, G- K( ]( Z7 g  v1 N+ {( w4 n) M; D
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    7 m3 m" d( J$ c3 E  x* L
    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
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    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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    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- ?5 F) i1 Y2 U& ^2 I9 ]
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    - z- Q. `, |; R2 u现代的汽车?
    0 K  M5 V) X$ r0 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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