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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 ) L0 M7 j; d  R2 \. q' `# s

2 D1 D5 {; I4 c! L, 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。
* y% r- p3 \# J1 {6 q- ~
# A4 K, g0 Z, F" L7 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。
& u( P) v+ `+ J- K" V9 P  G% m
" m! x0 a3 d$ A7 m9 c; c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)。. S' ]+ B8 H) {0 ]# O0 ^
: v! a0 @: s( l- ?9 j
! k6 m, a" `% \! |
' v/ C4 v9 e  i' S$ O
          实物图,不含行星架( Q* {/ A/ A- `1 N
) N- c4 y: a2 t% c/ o0 x: G% k$ K% ]+ _

9 ^2 `1 ^) E/ U  i3 a5 |* l          实物图,另外一个角度
2 k$ F1 n3 y- ?2 N/ C, {' j& Z
' _# {/ q  K  _# H# [* r( p( }6 k
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。
9 Y) h+ [& [; B
0 \: @4 y; V" F1 T8 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。
5 g, y3 s* \6 [8 }2 _  s4 s9 t( P1 m0 Z/ z; |5 a+ q
. I( r0 O0 N1 O( k
9 ]8 C, R8 J# I; s& ]; J2 s7 n
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
+ F# A! V$ E# i- \  c% O6 i& ?" F% |; e) O
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。
+ \* R9 d' n8 w- X( N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。
* x' f' Z( a" j$ h, }1 j
7 b# @) O. h% u0 Z3 D1 b6 s9 n
; w( ~! a4 f$ c& Y- j/ A7 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:
  j  Y  V& O- m①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
7 n- `7 p  Z! ^. f* d& H! C4 K②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
2 H5 G9 R- I, ^. o! N) x③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
4 M. r( x- b* f9 {5 r& \2 G" h1 X④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
. A( I: U& y& d+ ^. g) m1 y5 S3 Y+ Z⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
. a* F, J" a" ?: v2 t. }& @
0 l2 ^; |9 _% O# W9 Z1 M1 e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。& T/ F: q5 g9 Y* ?% R- F1 W3 N- A
9 r( _( y% X0 M( a% q

, N- V- L; J  I! E1 a6 V$ O# }现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了8 v$ z; y" e4 i' ^- p

: i# L. V) @& b7 p6 U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
; `& j- x7 d8 s( G9 R
9 u& x9 h( P9 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。
3 t) [4 P! l0 v  @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
( _9 l# N5 _4 b, Y4 y) V2 h如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1, K4 {' R. s- e
一句话:丰俭由人
+ r3 _, s& R  C& {8 H6 p8 w7 s0 e, K. G5 y( T" Z! L

) o8 A* U* Z) Y4 W( O% t- ?
' {! A5 l+ ~9 ]$ L7 j

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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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    奋斗
    11 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$ j/ u' }- ~9 E. i8 n: O2 P, E5 E1 h
    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
    奋斗
    11 小时前
  • 签到天数: 3133 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
    % o! t* f; X2 N! F9 n8 c
    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。* B& Q( V6 o3 m# `2 X; I" l" s+ l* o
    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 23:496 L, l( ~+ j) G/ r2 b) ~
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    & f3 ^! J* A5 T3 z1 D% d% ]
    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
    ( V' a$ Q9 g1 C* a+ x7 `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。' q4 R' N) {  J( o) A" P8 _
    我干活的时候就是一边拆一 ...

    ' B4 d  [) @$ Q, ~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+ C! K4 p$ P$ m7 m; {1 O9 S$ ^3 S
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    6 z% ]! o7 D  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。$ i. s' n( N8 K4 [! ^' B0 ?% D
    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
    11 小时前
  • 签到天数: 2853 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 23:532 r, [+ a& l! B! y2 q- W
    哈哈,经常发生
    " O! r" \: }( p
    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
    慵懒
    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!$ R1 D4 r5 x6 K" y
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!7 x# Y* t; e! f5 g4 o
    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
    燕庐敕 + 8 小小补偿

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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  U' z9 Q$ D/ [2 u7 v/ d9 ]
    那些动图太赞了,生动易懂!
    7 N- a: q( e7 M& x% B  z: ~1 A我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!7 u& m+ u; Y+ c& h& u+ {
    不过也不能怪修车 ...
    1 I! x! q9 O& A, ]7 m3 H
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧; H; v' K. Q( [7 {, j- B3 M; y
    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) _% S7 R+ `5 J! N2 |0 B9 _
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ' d% @* C8 ~4 V" ~/ S" u, r不就是个盖子吗?
    ' \1 g- [0 {8 a& d0 X) j5 A
    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。# Y( A( w4 H5 }% @/ A% n
    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。+ _, m5 F  Y4 j3 P5 _0 b  U7 p
    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
    奋斗
    11 小时前
  • 签到天数: 3133 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( B* v/ J9 e% c5 h& w/ i
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    0 r% o, r8 ]. F& L1 c: b
    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
    4 {# {) o$ H4 U( k5 r4 B* K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。" y2 b" ^6 h. C; Y; v+ G' S
    现在都封 ...

    . J3 r) s' C, b( H( l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 09:16
  • 签到天数: 2065 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( Y0 J' N; J6 i2 ~8 L
    是说DIY一些简单的事

    8 J/ e+ ]* l$ d) p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
    6 q1 u$ {4 ]: @7 g9 e打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧9 |$ w: n3 w0 N# a; [* U: h# x
    不就是个盖子吗?
    6 b# Q- ?; b- X& G6 U
    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。* P  e) q. S3 e$ ~7 s( a
    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
    ! Y8 A/ _9 w( k  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 ...
    9 y- A( A# R* h# J( t/ C* [
    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。
      g% `( Q5 _+ L. _& D4 B
    + T$ Y6 j3 B& s, t) s' w" |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
    8 X* S2 _- {, Y1 u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, ...

    9 o4 M3 i1 l- @7 M! d" x% [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 08:556 g8 Z# h7 e: c8 ?
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    7 [) r3 l" t2 N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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    擦汗
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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 15:45
    $ B- u1 D$ C9 M+ V$ C( A, q( u现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    - F* f8 Q) M/ n* ?$ r0 b
    现代的汽车?5 v% A6 ^/ @+ c  v; [
    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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