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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
3 R; ?' o; u# a1 w  ?8 D
) J& m3 |6 b; B4 u4 G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 S0 o& S; q0 Q- `9 B
( a6 u# y0 P4 e! Q+ S2 E- P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。. t3 N9 I* z, R/ O$ L
0 G! k* \! H* c1 R' ^! n
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)。
; n. U, d( t8 ~
. G& y2 }& D' C; J
4 J0 a. G/ H% |- V' x0 w4 k. X+ d# U  A% ^, q" I6 Y; s
          实物图,不含行星架
7 N6 f& y) N' K! \% s1 a4 K( y+ G9 M+ k- s- _
, s# j5 E! o! Y2 P' m$ g" ~
          实物图,另外一个角度
& u* Y# j/ A# t
8 V6 i% e0 d- F4 A
% k* D1 c! V; Y2 d. w3 h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 _7 |5 u' p1 b( N6 c

5 n+ X% T: y9 ]8 ?! T! D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。
; X) \& z7 E3 P! a. d+ }/ K- F; Y8 S4 }5 c% M) i
; o, u3 O  W" i3 M
4 r  l( [6 s7 s1 F$ \) x0 @
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
7 l) F" }/ s  _, _* X4 W) n5 m# O( {% S
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。
+ R+ f: I# `: i- i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。
, m2 X4 |6 e( a" n) N- ]
$ S9 C  {5 p- D( P% \( Q1 O! H
4 I& m, c: O0 G8 W4 u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:9 o5 d8 p' i% J
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。" f4 u8 D* w7 a( \; B7 c$ n
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。, F- y7 ]3 n- B/ O4 P% @
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
$ k2 L8 y" y6 i, _& S④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。* S. T, L8 @+ R
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
8 }3 \" r5 H7 o+ r) P3 d1 ~/ y; [6 K' |6 Q  n) o
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。  P( g8 ]7 c9 W8 r1 X' a. B
. A1 _6 ~. W9 I; |( Y
& P8 V- Q2 u/ ~
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
  n4 [* z8 K) F( c6 V) W/ i' A# {' }. E0 @4 [1 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
1 W% A, I5 w+ U8 g! G8 c5 ^9 ]9 i  k# Z" ^: w+ o
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 i( ~1 j; r/ {8 j, m! h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
$ N9 m: U( k3 j% h, \  m6 E如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#18 B; p5 U! k6 O6 e
一句话:丰俭由人0 ~* x& N  b3 f) G$ S! f/ z
; K; R' x# m+ N- k

9 S- y' k: |7 x( m3 h1 u) ~. F5 |! x& v7 D$ Q$ h, f( L

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
xzhangz + 2
九麟居士 + 4 涨姿势
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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
    # q. a: j) |* R9 O# O( d. U. g
    ( U. W2 w9 h5 O! M- q5 S2 w/ ^! L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
    9 小时前
  • 签到天数: 3335 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
    2 G/ V  B6 G) q- G! a) o0 o4 {% B" g
    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。2 s9 Z3 E& ~/ f, E, s+ ~
    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
    8 a; U, M3 @* M+ Y8 S' R; n1 H跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
      Q( b( O8 C0 f" G! K
    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% N$ o+ ^: M- P7 X+ S( C* Y
    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。. b9 }0 a+ W8 E) n9 a9 k9 K
    我干活的时候就是一边拆一 ...
    & [9 ]' ]' @* ^9 h1 [0 x! C4 ?5 ]
    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
    . P) S/ t; I2 u) x自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    . X4 P. K0 [- X0 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。- I+ o* j+ K2 [% y7 T; G9 }1 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
    无聊
    10 小时前
  • 签到天数: 3060 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
    + ?2 l, t$ p8 V/ X$ p7 V哈哈,经常发生

    4 f" S8 D1 W8 I' B# g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!- L* Z( g1 L* T) z2 Z( W
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!* x9 l9 t) _. w5 w, i: _
    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
    0 s( B/ S4 e4 f5 h0 O+ i那些动图太赞了,生动易懂!
    2 }5 `* {% p! Z8 n4 K% q我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!0 P( V4 ?. A7 K5 R
    不过也不能怪修车 ...

    % P/ P2 G" f' W2 a# j0 v打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧' F6 i& l: P8 v$ F$ R1 z" o
    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( t( p6 R7 H" n7 R
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧; \3 G# L/ U9 l& J5 N
    不就是个盖子吗?
    9 A' h- G, I5 d+ 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。
    % v) g6 ~- A, r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。
    % g- F9 P8 i  G5 g- I6 I2 @2 X# J, ]# 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
    开心
    9 小时前
  • 签到天数: 3335 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
    3 k+ W, c* m6 B4 ?/ @5 E6 d) O- t' g" M天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    1 h1 U1 Y6 I9 L. m# q; q+ M7 Y9 h2 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- K/ J% R" t' O8 `
    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。2 G1 B8 {. ?6 |1 e: y- F6 E1 p
    现在都封 ...
    $ L/ V% \9 h" ~' h9 c" |# I
    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 09:07
  • 签到天数: 2180 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
    . w$ q) J! h4 K( q6 p是说DIY一些简单的事
    : U, r$ A# ~  V9 v: D2 w
    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
    : R# A4 K: z8 M$ J5 g打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    5 w* w, A( x$ \  s8 T不就是个盖子吗?

    & X! b* R9 C6 z( r4 Q. A4 {! C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。
    5 B, |. _/ J4 j4 E) V- Y, v% G3 x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
    ' L5 I( Z: \1 C: w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 ...

    % k9 j- J( i; p; e7 w( d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。
    & k) G2 {; A" r* H
    $ H! E8 u" H; a4 @# r, x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
    & ]) {0 r/ A' M# Z( n; |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+ P2 Z/ }# i' h+ S& w. 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
    4 h' H: `* F& U9 h5 }, g是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    3 W+ U) H5 P/ 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
    开心
    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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  • TA的每日心情
    擦汗
    2021-4-29 22:35
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    [LV.9]渡劫

    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 15:451 r: d9 G4 [! H- b( Z
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    - o% _2 V+ }, A( z! C+ G5 g现代的汽车?) N8 ~3 W4 @$ N0 T
    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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