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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
  i8 ^/ u" |& k2 K/ G$ j4 F3 U  Q/ u
- }4 Z  C" H/ ]2 l; c. `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。# o$ l$ [0 Z: m: ]/ E2 ^
7 L' V# T: Z' I
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。
- k5 D: y1 |& x+ S5 ^
+ O' b5 C7 s3 V5 U" G% x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)。7 a& G' ?: d. w4 L; x
2 \! K; @- A2 {% e' Y* P% |

  `4 E: v7 [8 m; {2 x0 \1 n
7 f1 ]+ `2 A: c0 k3 |          实物图,不含行星架6 [, [8 L6 w% h  A0 O

( E8 G, z* N* q5 ]5 H9 }' E7 w# J( }: t1 D" U; Q/ P
          实物图,另外一个角度
4 R$ S3 z" A. h% ?
# c! O- B' V' ?7 O) v; h3 q4 A, L% z9 @( `% `
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。/ K1 k1 z" e, @, a

# l. ]/ V4 G4 o+ J% ~2 U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。
' R- s% `7 ]) A9 f) c+ d
' [' _# V7 h2 N0 C
+ C" a8 I# i( Y  s
* b! S2 G# {* w& P第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
% p: M: s1 v0 |3 g6 |
: k; c. q7 G! y6 g' a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。+ ~) W: r. T: J9 [
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。
- W- r, r+ ~% f  ]! A# v8 B+ l" {3 i

' p5 |& w8 O) F* g, ^% `4 P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:% {5 W" n3 c, J' ^
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
. v  }9 A6 t, v②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。5 c' {, B2 R$ b& Z5 U9 J4 P
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
+ _) l+ n- l+ u) t7 H% y④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
& V7 X9 h; a* B) V4 \! n⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
) n+ c, b7 k2 \' h* u! }- q8 U/ z5 e0 f( M3 U7 W) E2 ]' k6 K' B6 g
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。, f" X8 a; j2 t4 K; f
$ f) f: i: ?8 a5 C' Y9 p7 f& _% i
: L5 k" o5 ?0 p
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
7 L; m" C( r$ J3 F* u3 U$ k* U& K
5 d. a8 e0 @" x5 O5 g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
/ r, z3 |( ?1 X
* d7 ~1 {/ m6 C, I  K1 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。3 y" B# S* y7 j1 u) x
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
. \% y1 D) ]3 `/ H0 {- C如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
' z. v+ K% W: f, J) v" {, g一句话:丰俭由人
4 S  t: D7 _: K: Q+ g6 s$ P# F3 C
# ^. s& o0 F( t2 @. Y2 j  [: D/ z" Z" }4 v

! k, _, j: j* {" Z7 h+ J% {, I

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参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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xzhangz + 2
九麟居士 + 4 涨姿势
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    开心
    9 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
      y4 y- X" @7 T! T
    " |  e" c4 S6 n6 E, @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: 3283 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

    4 W& m4 O2 j- |9 R: k* P# I! h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。/ F5 _  a+ N+ 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
      a$ w' O" H% k8 N  _3 v跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    4 Z* T# E  Z! J2 j8 }+ @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
    8 ?7 I* x1 L- D9 m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。
    9 t8 P3 m. k. }, M  y- e我干活的时候就是一边拆一 ...

    + j- \4 S3 `2 h+ ~" W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% ^2 }# @$ }3 |9 w/ A: H  A: d
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。
    ( k& s4 w8 e$ Z& y. A9 o" X1 @; G
    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。
    % _$ ?; l8 S9 S( I6 X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
    8 小时前
  • 签到天数: 2969 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
    # O7 d; b* e" g$ e/ `: k7 q. Q哈哈,经常发生

    ( S4 N2 v4 q; v8 o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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    2016-3-18 07:18
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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!1 w4 q( s+ N7 G$ S$ ?: E7 F' N
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!: \1 x- R. o. D, E
    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 04:139 F- W5 p! R5 Q6 ~% G& ?  J  {' a
    那些动图太赞了,生动易懂!" S, u0 e: ?( E: E* p
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    ; ?% B' [( s7 P9 Z' q% v' J$ A不过也不能怪修车 ...

    . Z# n) `: A, L打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧0 P4 x. x6 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* q3 Z" H% ~& G6 @- [' g
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧0 A. I7 [2 x. D% C1 k
    不就是个盖子吗?

    9 d0 q- Z  x2 @1 _3 y7 t: P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。
    - M1 o2 Y5 ?' s: C* u. v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。
    2 [( i% I! L, X& m" @5 K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: 3283 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
      s+ o7 T! i7 J8 |1 x9 Q! q天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    + d! j7 }2 D- s3 W4 g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& a3 Q0 ~# @* x' o  l( i1 ^) h
    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。5 o6 x/ \+ g: P  X, _9 c# T
    现在都封 ...
    . _5 t! G. i$ D/ W
    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 19:02
  • 签到天数: 2133 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
    5 Y' g* m! z+ {2 C3 P5 {- l6 c  O3 T, C是说DIY一些简单的事
    8 `# `. j  U5 A5 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+ U' }6 A2 C, y* ]" p5 `
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    : q" l6 L4 l; b3 m- ^' Q不就是个盖子吗?

    7 q, i* C* ]% \* ~7 l  L+ z2 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。% t# j. k* v2 X6 K8 `8 G% 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 08:010 n/ [9 p# ]9 x8 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 ...
    2 G+ g0 K1 [5 ^" S8 t. 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。
    5 Q$ i. T: [* b& Z
    * c  {& h5 }, `5 J& ?5 q3 H* z  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
    , _7 o2 y, n* S# |. g2 A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, ...

    2 w4 o: A( `+ J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
    9 \+ Y" @" _! l% y/ A4 T是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    . A+ D4 [4 V" @- @) X7 w! P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
  • 签到天数: 265 天

    [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
  • 签到天数: 598 天

    [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 15:45
    2 N- R: y: c" j( j& B5 m现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    , B" `3 j) m$ O) h+ {现代的汽车?
    9 L0 N- d# P" Z3 d) X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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