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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 4 l! i# ?6 u; g6 w& c. C. n- y
0 g% P% C+ \4 p& t
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。
8 a+ Y7 [5 K% f. ?! `
: p7 M( W# _5 C3 E9 n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 Q9 o5 ^; j+ c( s( [& f! k
# ?# m- z0 Z3 d0 M: L; ]! J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)。
- P' q* E2 {( {' i0 P3 _1 H8 U4 S' g7 x$ }3 r- ]0 s$ R& x

) i2 r' r' ^. m3 C# q: P! G( v/ E+ b
          实物图,不含行星架
: T5 o/ y1 x8 l3 d# ]  F. ^# ~3 o& q1 Q9 g

0 F& r+ u; u" A- l          实物图,另外一个角度
; u6 y- C  }1 |& R8 ]
3 Z3 v2 u- }3 d8 n' i0 q3 \2 J5 M0 |: R3 O; _
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。( \' s4 \4 q" P0 L% E

) S2 q4 \' d! T# ~1 |" L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。3 u1 z; W% X- o' n

: |5 U/ ]( @* q/ y
5 \6 v; g! Z0 q6 x; I3 i
& n! o7 L8 _6 b) d第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
2 n7 [0 n" A; k% D9 l
# d9 |2 J3 G2 ^  }* I4 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。
1 x' r5 d% C& B/ \2 `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。
# {  t+ l9 q, z6 h' ]2 D" u/ h' z- |4 ]9 X& {7 a

" e2 W4 w% {: J: D2 F1 ^; x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:
* D7 T9 D6 _. f* ?" U0 U  Y6 `2 ^①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。6 w6 D( q" k# e1 f6 W! S
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。2 S4 t, j% r: ~4 K7 H' l0 P' t; }0 }
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。1 r2 T% b% r- f* a; C3 ]- n
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。' P& E) R$ s3 W! O
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
1 G  ]& h) t' Q3 {, X& s) b# g
" O; W3 |9 [2 d( f( L. 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。
" I# [2 [/ v: }; G9 g) y% x' @0 [$ u& f1 V

0 h. F% C) B2 w  @' y6 R, g现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了% ~" v; H0 x9 U7 |1 T: M

; g4 T3 O0 i0 Z9 j) ^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
' t# t5 L9 }' |* j& l; u; l2 s7 `5 Y
! B7 G. n% B3 }- B/ q. C: O$ a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。1 h" u, p; R4 e8 y
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2 e" _( n; r, |# w0 ]
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#15 [  P. i$ C9 j6 F
一句话:丰俭由人, L/ g, {$ k4 [
$ r! P- p9 [: l+ P' ~, d

8 c" q! O' M' P: T( \  U7 t/ B5 ]* o8 N) U2 ?5 V

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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    开心
    11 小时前
  • 签到天数: 3264 天

    [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 ' h8 \0 n* z$ D/ X

    , \$ [0 G0 \3 C, v% a7 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
    11 小时前
  • 签到天数: 3264 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
    8 \' [% H, B" `" s% N4 ]$ b
    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。% g7 i; R. y7 J1 x- _2 y
    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
    6 f4 ~1 x0 k; I: r# r, |) `跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    " ?% q8 O( @. p) y( y
    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 00:226 B: D) F9 Z8 E" ~$ {" X
    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。
    / h6 l/ t0 Z: |# @2 `我干活的时候就是一边拆一 ...

      |. ]% o' p" I' e2 Y4 h$ U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
    9 Y& U. o* K( N9 a- _: G$ E: `自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    7 E% a) C0 S% {# t  w3 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。( i8 Y7 m: Y' A$ O5 I3 w
    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
    2025-6-20 00:32
  • 签到天数: 2968 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
    + G  D9 V" L+ Z  C. o% T/ `哈哈,经常发生

    ' E9 f8 H/ v7 n; H0 `7 `; t9 D2 F8 A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!
    7 u1 w* R4 j8 o我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!7 S6 Q1 Z. F2 |1 V8 W
    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。

    评分

    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 04:130 H( F# w- P3 M+ [
    那些动图太赞了,生动易懂!
    & q) G. r5 D3 Q: _! v/ r我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    + _! K, m) y0 A' Y, {* v不过也不能怪修车 ...

    0 A" M8 f+ k+ k0 ~3 X! I打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    . n$ {4 E( U9 E8 b$ l2 I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* y4 E$ B: K) p$ D- W0 q, O6 c
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    + H# h% L( N& V; p7 `# Y# R不就是个盖子吗?
    2 L1 |7 i2 _: {8 B0 \
    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 d3 ?8 }- Y- X( {" K7 T! `
    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 W! S4 W: I; i; b( K/ d7 [7 ^
    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
    11 小时前
  • 签到天数: 3264 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 02:108 Y# j" J: O' j2 n. y
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    ; V$ S5 `  T( o7 s是说DIY一些简单的事

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    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* y! k( k3 B8 D6 L+ 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。
    + a% S' Q* I8 r% [  H2 U9 s现在都封 ...
    6 P2 E* m! A* x% M1 g7 w. j
    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
    3 天前
  • 签到天数: 2120 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- W3 M8 ]1 `! i, q! A. d; L6 h# G' Y
    是说DIY一些简单的事

    $ P9 ], L& ?! c, F. 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
  • 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% Z: Y! k) j7 N6 d
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
      b" _$ V" L: `( O1 [; z4 p不就是个盖子吗?
    6 W! R' w3 k# A4 e: m+ b
    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。) J, j& Q3 o/ M9 T4 j9 k6 w+ [
    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 08:014 F# e1 W& z1 \( 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 ...

    ) m) Q1 i2 `: b5 Y3 w( y3 `- 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,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。
    % i- ]; U3 w: n& c( [+ Q4 ?% U3 i3 e- a( ~8 {' O
    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
    9 Y+ |! A# y" m. Q9 o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, ...
    / C/ |3 O2 h4 O& Y: z3 }
    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- S% ?3 D. C7 a$ l! Q% l0 Y+ M+ L
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    : W, {$ L4 y' D3 B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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    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
    # d( x. D- s& q1 k1 P9 R现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    . ?0 _* a5 n: z, y; a+ D# J2 k
    现代的汽车?
    # D8 h( D( b4 I; T4 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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