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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
% E: ~8 \2 Y$ g( x1 C( L' D( X9 c9 M9 a; r: p9 @) }1 G" x) Y
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。0 a5 h. h, s4 J8 q! |. Y$ Q( f

5 B5 q  ^$ o; M. x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。
1 j4 ~( o3 P1 O4 s+ L4 n9 }" p) {. C; I8 Z* A# Z5 |
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, n# h$ ^* j, m* h: F7 \: f
# z- c: T5 N# f3 Z5 z
% ^. s/ S6 ~( g6 x7 h
" A2 L' i' T5 Z( J6 s
          实物图,不含行星架
, o% i; ]' d9 L- R: n& R5 P6 p. q% Q* K: \+ v2 H: v/ g; B
8 J% G+ M7 |& m* P  I7 h) E9 R4 O* q
          实物图,另外一个角度
0 s* ?9 }* ^, C. v% e# W  w; H8 _% n0 m) ^' w

0 }% H. R% z5 f2 ^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。' H8 I: m& r! T/ ?' I) _- O; }

5 b) @# m; G: I/ i: z' e: }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。
( v% S4 e3 A& a8 h" a$ P6 P' b3 X/ C8 g0 C  ^1 r4 o  ]/ l

1 P* b! T, T* s$ r+ P" ?+ q6 a6 H: C* j4 L
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
  S. i. h9 @! n/ q+ R; Q4 J* d9 m5 C  {! e: K4 G# G
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。
3 a& x$ o, W9 }# `& A0 d( }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。
) N# j  I( g6 a1 \5 W2 V2 h+ Z2 o. v, C- v0 L( C

" J; d) \* i- h7 n: e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:$ f; F, {! p% C3 f
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。" ~" C( v* \" p# C
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。' W3 ]# h; T" P9 g3 _
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
3 M+ R* j* u5 k* R9 _: ]④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。* @1 Q4 G$ R. W' E
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。5 m( F) p/ a/ ~+ m

0 T* l, u( R( p. d/ d/ G) r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 I# s* b1 ]- r1 i7 q. O4 |+ R

' u# O) q9 e  x# ]- k! L/ A) v" C) i: {0 d
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
( L/ A0 b- Q( w, h4 E- F
. f# O0 L" K" P* |8 B4 r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 3 P8 F- D) U  h* t- P1 L: a
: \8 P9 [; _: _$ h( F: C# U- 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。& V( W/ }$ ~, K) C9 R% g+ 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
& S, T4 Z5 b. }如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
, I7 D0 J% `8 e0 A! ^, m* c  S一句话:丰俭由人/ B% n' Z- W3 O( `- e; h
  b' _0 a% u9 s

: |3 i( K' ]9 `! v( W, ^# P% J  _! s1 E2 h

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    昨天 03:19
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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
      v* _  t( a6 N
    3 o5 e$ U/ {! _! V, i2 q9 W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 03:19
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    [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

    $ F1 ?! h" X( f; C) n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。
    + h0 I7 e7 Q1 }6 D& [- I! A$ ]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
    4 D1 u( _% i1 S4 p$ `; Q跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
      B4 k) f4 i' 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 00:22
    ! ~1 I! g; I& J# D! b- o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。8 C6 u5 P5 A. `" Y% j
    我干活的时候就是一边拆一 ...

    " g5 ?, m# T; ^: `) l) 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。
  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45
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    [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 00:327 I$ ]# e3 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。
    4 M( s  B" U: q: ~: t
    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 g. A; u1 @3 f6 z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
    前天 01:31
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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 23:539 V. W. N9 B7 a, j; s* L; J
    哈哈,经常发生

    . }: f. a/ P- {" O# p3 s& M* R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!7 L! B5 @8 L  O5 Q+ Y3 i( F
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    7 v$ o1 x- B& v1 ?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
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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( V  q4 ]6 m. \
    那些动图太赞了,生动易懂!
    # y4 n( o4 x) I6 I我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!  F: i+ k* W3 }: d; p
    不过也不能怪修车 ...
    $ r- E4 s! R! c" q
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧1 h& f/ @, w: x2 L, r# n! F
    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
    " w2 u  K/ K' ^8 O# {打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧% _6 ^8 J6 j2 X  p# z7 I' }
    不就是个盖子吗?

    . Z/ Y2 Q* e; \6 {' R2 B. ]0 b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 V4 b) k- _& m$ l; ^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。
    4 _3 s  k! s. ~" V# 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。
  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 03:19
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    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
    , z3 ]# V% `) `+ @天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    ; H- f. o  U1 U0 d2 \6 u
    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
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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
    9 o' x3 ]/ ]1 o- z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。& ^- c$ A1 j% u- e1 n: E" C
    现在都封 ...
    1 E) R$ b8 e+ Q* ]& e
    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
    2026-6-27 09:25
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    [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* |8 G% m+ ~$ G0 P5 K; ?& ^
    是说DIY一些简单的事

    ) k% L6 {$ s% z* M2 d$ ~: ]* r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
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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 05:490 s; f: h5 Y+ o7 l& J
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧: A! y+ M) x3 J* I+ l2 X/ T
    不就是个盖子吗?
    8 Z& U' Y1 ~2 H9 u( w2 U$ 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。9 z4 X) I! `* x8 E( u
    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
    : J( n! H, L7 r# T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 ...

    , ?$ _: h1 U. Q0 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。
    : ]& o' _8 e' O+ l# u7 X+ B
    ) z: e1 I2 ]4 F& P& h% p& U! U( q. y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
    ; n9 J- _( x- e$ x! D% l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, ...

    ( A: y( U! e, y( 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 08:559 S5 ]/ o, ]8 A* c2 q
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    % W) w/ T) k5 X3 l/ ]* z$ |
    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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    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
    / Z2 D, `( a, K& H/ q现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
      y+ q: N. y8 R  A
    现代的汽车?
    % C1 O. w" f, W! p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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