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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 " ]5 D+ i! M7 t4 S  ^7 M
) D' c8 S6 b4 L6 R' f: F
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。
6 u+ ~0 |5 G9 j* c, ]9 t/ H# A' [% v
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。
9 y% W* q$ G; m( h4 A, b. P( p$ {% p- W8 n- I% A" f* W: S* V5 \
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)。
9 d$ G2 Z0 s# X9 c6 u& z/ D- f) ~) J* v; _) o9 t8 m
* A" ^  E$ H3 A  C& T
' S& B7 f  ^- u6 V" E" M# |6 ^
          实物图,不含行星架
4 k7 |! l% e4 _, h& D: y% ^: V5 B4 M* ]* H0 j
  A3 V5 @4 v( W3 I2 S5 Q" [# v2 {$ \
          实物图,另外一个角度& _( ^: b. p. B$ ^
+ H( H4 O( [7 }# V6 }  ]; E
7 z1 N  {! D* V
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。# A! F" ^' Z! m

. {% V% m! N$ E# g6 Z& ~; f+ E6 W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。% d& r" h- o, A# L; P! a% p) H, s8 L

2 t7 l3 M  m; h
) ?1 \1 R3 N9 e8 s9 _4 O8 {' |/ d. i# v+ w0 \
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
. g+ E1 \" K) K( U6 p
0 m7 y/ h  [, ~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。
6 ~, W& F- U6 Q2 L0 m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。
$ H( I0 ]& q+ p+ V2 [; ^( _; I6 c3 ^* g: G, I6 n6 |8 E/ G

3 W, k4 S% p( M" }# ]9 j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:3 K: c% V4 w+ g+ i( e
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。( m/ q  Q: |( ~0 h
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。& |0 ^* s' l% j1 ~$ j
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。5 K* X1 n7 g2 i* d1 u
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
  [( x. ~! a' z⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。* e* ~0 n' a3 U
0 w. D& t* y5 S' C3 a* @
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 Q* N" z/ G* w$ h5 F2 V$ l" L9 J+ k$ R" j

1 T, _- ]' C$ q现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
4 V: A  m% H1 g8 [& o9 X/ P% c0 e1 c8 C1 C9 h8 o% c
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
8 X, I2 Q6 F* ~' k. \4 v' Y5 n" T3 I* |0 P6 O5 @
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。
9 h8 X6 k9 ~! ^/ z, 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! r0 A; B: k( {6 U5 w
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1/ j5 H( Y+ r% t2 r( ~! @; U
一句话:丰俭由人) j! X3 L. t; I; M0 i1 |5 D
4 A( {+ D! D0 U6 h/ k8 M+ F  c# b
! R6 R( Z' r% F: p! v' R  G, C. h
7 v7 f3 Q: @- L  M

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参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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清凉山 + 2
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    7 小时前
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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 $ g/ Q& `& a+ g3 j* x

    5 ]$ n- r7 C5 X# |) q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
    7 小时前
  • 签到天数: 3094 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
    ! r9 B3 N5 ~0 n$ e6 s# P9 D7 i
    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。3 h" j$ X/ V8 @, k
    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
    $ w( |2 e) Y; c+ G2 u. t% P% @跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    ' Z) }8 W2 O" q  O# P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
    ' a. p$ b! d0 w* ~( ?5 ^: J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。; g( M& ]: l9 B  f2 v3 Y
    我干活的时候就是一边拆一 ...

    ) R0 ~9 V- U+ K7 x( A' ?) g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 00:32$ p- T; P: z. h
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。
    8 r- r% V' y; E; 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。
    ! h3 Z2 ~' U9 ^# E# d) c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

    7 小时前
  • 签到天数: 2812 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* ?5 W0 L$ l! o% E
    哈哈,经常发生

    " i* E3 r  J! |. H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!
    5 V! v; o$ }& Y3 j3 a我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!- S5 z  K' c( 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。

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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
    4 U# N' T  p$ c+ Y, `' z那些动图太赞了,生动易懂!
    6 Y, l) }, w# Q我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    . `- @! x) T! Z" _2 b不过也不能怪修车 ...
    " s) I2 ~4 C- |" |2 {2 f" |
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    & r2 J8 u- N3 B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
    ) B- y3 w1 x" g! g/ `" [8 Y打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ' {* |$ m9 {( s3 ^不就是个盖子吗?
    , q5 \- C- {! h" `
    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。7 @: h0 V2 q; {' M* ?
    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。' U3 t# h. C" K- F
    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
    7 小时前
  • 签到天数: 3094 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
    & }5 m0 J- q0 G( q* r天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    . C+ ^# c- K1 A$ n' Y  W5 N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
    . c7 x3 h& ^/ N( 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。; H: |2 e7 a! ^! {) k, L9 q& k* e; B
    现在都封 ...
    6 `9 g; u% x, `% O7 G
    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 10:38
  • 签到天数: 2051 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& T0 \6 E3 h
    是说DIY一些简单的事

    , i& w) q& t' `: U3 M& V+ O: v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
      e) }4 x& c) D2 N4 l/ v打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧7 ]# d3 ]. E1 Q
    不就是个盖子吗?
    % E% m7 m/ m' M+ Z! a# Q
    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。
    8 r! r8 U$ G, s) F2 y% x6 Z, b8 h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
    9 A8 X- |- ?  f& M: t% ^4 [4 K0 I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 ...

    4 X) J! J$ R3 |8 m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 ~. |& ]' m" ?: ?; Q3 x% a0 g$ w* ^! D+ M6 G+ Q. k/ A
    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 08:404 i: B  U2 b' c' V8 h
    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, ...
    / C0 ?" ?" L( c0 z; \
    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 08:553 s% H# y6 k! U  o! W
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    * q+ I  y4 [1 s8 M2 y. `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。
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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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    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, p3 W! L' h$ g$ ~2 m+ ~; O2 l
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    5 O5 W" @) J9 q0 o, v1 t/ d: K9 o
    现代的汽车?7 N; I8 i1 V. W  V& [! H
    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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