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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
. A8 F! K# }9 Z4 p
! S9 L" m1 z3 V0 o% M; `$ w+ \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。
, ?) Z7 J- e: r, _8 X+ z0 {7 F! l' F6 s! ^- K
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。
; f+ K1 R# e/ _) H* v0 R6 N' Q! e% {, R7 Y' {2 P) a8 e
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)。
  H2 f7 n+ P% U, L% u- H, a! M( }( P$ ^7 R6 ]3 g& _

2 S: N! r8 L+ p5 ?5 F; \- ?, V& z8 l- }& @( W  G6 G6 T" e" K
          实物图,不含行星架+ |+ x- Y, g( c# d  ]7 b. p* I! y

7 o+ V% A9 a  Y* x( ~
0 C9 P3 e/ D: K: I          实物图,另外一个角度
. Q4 f- J9 F1 f8 E4 S
; c" Q$ ^3 \7 _2 o- r% x
% k, G$ ]6 d4 Y# b5 I* c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。' T. z) `' g/ b/ K2 \: o
* a8 |! u5 C' i
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。, }; o) }. ]' `, y2 h
% G; f$ F$ t5 z% u- y9 E3 p: \. n" }

+ b9 `) d: K$ t3 v# V5 y8 x- Z- |! @7 k' j) f" ]& w) i
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
: T5 v7 i# A, E" w6 N8 E5 x4 V6 w+ q
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。
! i" R* N5 [0 [2 \- A* b: `4 f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。& N4 k' c  g$ d- j

* ^, A) r1 e8 e4 F' i7 {. @" j1 m, X/ g( y& L
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:# g, R0 W. e- t0 ?' o0 [
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。$ r/ R" L6 C5 R% r
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。/ g) l! G- T- o' W* Z+ C9 q
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
' H1 Y- r3 O* X( n9 G6 C④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。! ?( j( m' q: \9 m( f
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
! x/ d+ `! O! }6 K
& ?; d: b$ x9 a0 [" M/ d# _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。
9 A* i6 E1 e( q. F3 R  n$ F! X
6 R6 Q& I0 y# r0 ~  X, r
( }7 m. ]( Q! \' u/ M+ _' v现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了6 n, U" @; q: z, Q' `3 g
" ^: ]2 h5 [2 D* i
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   z# ~' |" b8 f

8 \$ @9 j$ c  d8 w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。' z( M/ G& n5 A9 M/ x6 J' @
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 B; G% K6 ?: a# u/ A
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1. s, O4 e' `4 y2 A  M4 {
一句话:丰俭由人) P; {' W$ ]' ]! l( C

1 C/ s# R& g! C, ?+ S$ A) l$ T) J" D/ {2 _
2 g3 J% V; `" h6 S6 f2 a* E

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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    擦汗
    16 小时前
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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
      [% X" u) b* O) `
    5 C3 r, y9 t" t5 }$ Q+ Q% D  P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
    擦汗
    16 小时前
  • 签到天数: 3170 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
    # t# O3 J; p* R) |2 Z" U
    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。, v- g* Q/ {, _9 b/ 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 23:499 D, t6 m( E" {  K9 p8 W! q- L
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    & p' J  S, C( z! w3 j# e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 00:221 p& n4 |/ ^7 j6 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。
    ) T8 S, g4 t8 P我干活的时候就是一边拆一 ...
    4 [5 G+ @- p. y! d- K3 ]
    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* B) m2 A! w9 V" O% `
    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 M! q. n$ T. c& X. P
    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。
    $ X/ k3 X: J( h$ `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
    15 小时前
  • 签到天数: 2892 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& O2 L' H; k( B9 }
    哈哈,经常发生

    ! i1 D! x7 d: e: m( G! I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!
    * M/ }! X0 |) s我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    8 X2 D2 `9 f) z* ~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
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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' f% W" S# y0 L( E+ y5 ^
    那些动图太赞了,生动易懂!, H" h' n/ K" l+ @/ z
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!, |; O) i$ B' v. a
    不过也不能怪修车 ...

    9 Q4 [" {. x% E+ ]$ Q+ p) v打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ; b" z8 z  L" h% x+ E* |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
    - X5 X( A9 w; j3 V: n5 j) M/ c打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ! S. |/ Z; u9 O9 V9 [不就是个盖子吗?
    4 G9 X7 u  A: B* d
    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。; x5 _! v8 ^8 c3 N3 M2 W
    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。
    5 I/ l  e, ?+ W2 l" \7 g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
    擦汗
    16 小时前
  • 签到天数: 3170 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
    6 o4 R% `& Z) q2 W7 e: V- N天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    ; r9 {3 @) A* D0 C2 \& y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& L0 t( c+ Z; _3 ^( v* X# ?( l' 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。
    , n9 a1 i1 _: \* `$ s; K# R现在都封 ...
    ( Y; h/ k! M  u+ d, @8 u+ x
    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 20:54
  • 签到天数: 2082 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; M, ^0 d) z6 j) G$ o
    是说DIY一些简单的事
    ; o& K7 Q4 p: e: o% J" S$ g1 K
    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
    8 g* f# h% H1 n! |. e* E5 h打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧. }' z; l$ r" C4 B( J+ C
    不就是个盖子吗?

    2 ^- r2 \) {/ L; I4 Y( }& I0 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。* r+ b, G  F1 S/ }: |8 Z
    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
    0 n) C- H# l0 P+ x0 b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 e* k; L( S" R8 c' G$ {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。1 w& y4 X7 @/ c1 Y6 I& S

    - X- B1 s5 i6 y# w9 H# r) 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 08:40
    " H  `0 J. q' V/ |# X0 |7 ^+ g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, ...
    ( o4 n, j' Z* w/ S2 o! B
    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  T  k3 k" i& q2 k& i* Y1 a" @
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    " T. I& J, W6 Z2 V" {' X, A) U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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    [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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    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 15:450 T: Z; ]9 `) ]
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    ( C1 N: H! ~/ F. o% n2 N$ N现代的汽车?
    ; J# m4 X6 I& U8 v+ D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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