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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 7 ^& ?! X2 g" a# F, S, v! T

' e  E4 s, U+ H7 M5 n! ~. V. I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。
2 s- k" ]- b" c% R' p* r
8 i; ~7 k- {) S+ j! O* S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。
! e& H" E7 D$ b5 t
6 [/ S9 P3 G8 R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)。
/ i) ]$ E6 Y% n1 Q9 y3 O3 [! w9 U8 N# ^0 h5 C9 l9 i

( t) }- k) g. {! }% g8 }, K. G' g# J* C' ~/ r" @% x. S
          实物图,不含行星架
5 {7 j$ T$ o& J, L% y: H2 ~5 P' r+ a+ y3 b0 ~
5 Q" t8 l6 [) R7 c" M* f- {
          实物图,另外一个角度) t. R5 U" d% B  U  R9 s

" h. N: O8 ^4 @' h
: k7 ]4 a- k5 C! w" B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。1 l! Q5 ^- F( o3 Z' v

8 ]$ j7 O) K9 s1 N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。" J/ e; @% M# c+ Y
! w9 r4 ^+ @& Y7 y/ _0 ~0 U8 ]3 |
0 B' f9 q; ]0 w0 y$ Z( \$ f

3 h! v  B- T7 G+ f7 Q9 D0 a8 E第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。' j. n# x6 z" ?# x1 m- F

  b5 D  W4 y& M1 z& q  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。% ^- c& B9 n% _7 A- P+ M, v3 s
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。/ I- j& ^9 `4 v1 l2 ^4 A# A( h
' A. U' e& b6 f; }; N; A

* ^$ i' D1 E/ _; W7 N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:
2 V' Z6 E7 @  V" r9 C2 A( D* t2 E8 e% N①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
* U, m. l) r! Q3 v②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。7 Q! @& G6 p, L
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。8 X. N, g" E8 M( y" A7 ^4 x
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。% F5 G3 J/ ^. p$ r' @5 p- _) R3 W
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
+ D0 Z. B# W8 [8 N
' ~6 T! J1 u- M0 L8 @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。
; u6 S# d+ Y7 A  m4 j' `# E: B  t5 Q+ j

3 j& Q' A6 \# x' x# D0 G; N' B现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
- S, `) Z8 V$ B7 l- j
7 C8 N8 b( ^" o$ z& L9 h5 @. W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 # d$ j% e0 U6 P  ]9 Z6 \
9 x" _; n3 A$ X2 D
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。
4 @* e4 @2 p6 N$ a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+ [7 ]4 I. e4 r2 P7 K) e1 |
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
9 P2 |# R. w7 x' h5 z+ ]& w一句话:丰俭由人7 ^' C* ~! E& m

; R3 `, s- n  e# `) n9 j0 Z$ [4 ^# ]" f6 t

# O" s4 G* B! P) ~

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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    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 l0 o' M. r$ k* o4 }9 N
    / r% p6 x- k/ T7 L/ o; J, ?( J
    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
    开心
    5 小时前
  • 签到天数: 3169 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

    7 B" c: Y0 m+ ?. l& X" G& \哈哈,经常发生
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    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。
    # }% i# i# c" p3 p2 E1 w" E# E1 \/ T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; e/ N. `# ^, \0 K5 H+ H
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    " v) `' R1 k3 |: D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# y( p; R; g) f1 _8 q  X
    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。
    6 R9 ^3 _9 m% n. H, w+ c我干活的时候就是一边拆一 ...
    ; {& Q- k7 N' \& x( O) N2 ?2 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
    : I$ H# h. s8 o( O7 @  ?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 l) y7 {# W/ k7 N0 ~& N: X
    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 H$ A) s7 G( |" S- g$ m
    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
    奋斗
    14 小时前
  • 签到天数: 2891 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+ a3 f) B; E, a4 ^2 e$ q; V/ g/ _
    哈哈,经常发生

    - g% x; P1 @& s, ^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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    [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 r3 W5 v- ]
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    7 ^8 x+ }+ d/ Y% P& q" A' N4 n* I) S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
  • 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
    : q) v" {, x' x# C+ G- p! I7 H那些动图太赞了,生动易懂!  p! O9 i4 v& k0 @1 U
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!& L/ u# |* d8 Q- P2 P
    不过也不能怪修车 ...

    ( {( z0 C) h8 S) H打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧1 x, V/ S) z& y& T; k
    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
    * Z# \: g9 k2 h2 u/ d- x, J3 U打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    - |5 O* \& y: s% B5 f# _* y: C4 E; @5 ?不就是个盖子吗?
    ( r5 K( l, E6 t2 [: L# I% 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。+ |: N3 `* h* `& a3 Q$ B, h1 H7 R+ S3 F
    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。
    " e! _, J) L" V! W: Q7 z  d3 r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
    开心
    5 小时前
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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 02:105 Q/ A9 e! j/ ?) t7 `2 V
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    6 z" a0 }( Z- ?8 V, C9 t6 q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 01:315 q: n0 o' z9 r! ~7 y8 H6 z* K( K
    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。
    , U, I0 {4 g( R* h# F% _现在都封 ...
    : `; A( ]1 C* a
    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
    前天 19:55
  • 签到天数: 2081 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, m3 u. `. b, J( S
    是说DIY一些简单的事

    4 O9 E+ s% o( l6 J5 B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 05:499 s7 L+ B# B: ]+ j' o% p9 c
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    : g1 Z/ A- j, c8 ]不就是个盖子吗?
    ; T% j# K3 Q' V5 N$ ~
    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。
    " X- F3 }' c- ]# k2 m) e/ l8 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 Q$ |6 M. v, e# z  T! 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 maste ...
    / c6 ~6 p8 D- B0 q6 p& P
    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。/ N* ~  P7 |1 q" F9 S$ P0 T8 [
    # a; ]& ], l) E
    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" Y  T8 }6 w/ U+ b8 p9 w5 I" p
    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, ...
    ' I2 J" {6 x# u$ H4 @. _
    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 08:552 L# z& W* r# E7 i  f
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    5 k, o- k4 q% h% h! H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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    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# j/ y; S% m0 @9 |; W
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    0 T" s! G8 T) Z, `
    现代的汽车?
    ) u/ c. Q1 H$ b! f  [' F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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