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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
: U% K0 Z7 f- r7 G9 m# d' ?
0 T; B6 Z) ~6 ]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。4 F# ^& M1 Z2 E
; O! z2 m' h8 b. U  f0 E
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。& |) _. s0 \, C& q' B# p
) e% A  @3 B0 `3 t
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)。$ ?, l$ Y: }" l! @% E
/ C, j2 o8 s2 q! `2 n! B1 X- A6 f
% z1 Y0 j3 K8 W% p5 u  v' n' I* g, R
3 c: N6 F+ e$ o! t$ q- i
          实物图,不含行星架5 H! v$ v5 k4 o* z1 e8 m9 D

- ~7 ^4 T* w8 E7 u1 Y# N: _8 E  j1 B/ u
          实物图,另外一个角度$ I6 B+ m* @  E, [0 T

6 C! @# y2 K3 ~$ @' Z) Y0 ]
! k$ `( x" C' R- e! ]% O+ Y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。3 @0 @4 [( z: A# F3 q) k

# N6 O+ O3 i2 m1 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。
5 ^7 X3 B3 G0 C; Z( Q: [9 D/ j! s' |/ M+ a

# M+ ?; A' j0 ^# U6 D. o
# g# ~* F0 j5 @2 b. t6 ?' \, m第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。7 p* A) x9 r" V" g' Y8 U2 M

0 T. ~( g) a0 G% F" j2 @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。5 w. m4 K" ~) 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。1 y1 l  O  a  h" [+ N* Z/ z) ]

' D% T5 _7 g# G1 I4 v4 j3 G6 I1 H' H4 \6 z* o
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:  G2 b! z. f) J/ `
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。' P0 u, U& F0 ], D1 z; f
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
5 K( V3 X9 h' P③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。% J) j7 B1 T# v) a1 p- N& W
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
' p3 l9 g4 |" T8 J, o% `' J0 `⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。1 X: |/ v9 W( ]
* h6 v0 k) ?5 Q% L
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。' j% Y, \+ ]1 k3 q+ c3 f, z& Z

: A' }9 L% j  J& u. W" ~" s1 T9 d3 n. T. `
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了$ E# J; D3 W7 W

: }8 f6 G2 g5 k+ c8 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
, H/ @7 w+ f: o6 Y0 _% F- _- w, H* e: k, ^: a; d
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。+ B7 {  X3 B% q/ ^1 x) M. y  ^8 T
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( h; {% n- ]3 b. m% K1 x5 y. J
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
) v2 G' x' i4 a9 _! j) a6 Y一句话:丰俭由人) r" e2 v! p2 b! K5 E: d7 J7 t

+ O. {& o- B* N3 w. X# i* j8 [* B0 u
: z( ^" h, X  L- s# V# o- B. h/ O. {  j* W! u

评分

参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
王不留 + 4
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    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
    7 v- I4 k5 k2 p- l8 |! Z
    8 N3 {% d3 m8 K4 f/ d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
    无聊
    21 小时前
  • 签到天数: 3442 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
    0 K& o" q, @2 [9 i3 i# o; B0 s
    哈哈,经常发生
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    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。' n4 N$ S1 W' D1 u8 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 23:495 @& g: M7 V, [3 n# V& [5 }2 n  M
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    + A3 [& A" G+ l4 p; }5 ~
    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
    3 s* M6 @7 L7 p$ J1 [% \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。
      Y0 S* W. \% d* X) C我干活的时候就是一边拆一 ...
    5 d9 r; D: b, K+ O* c
    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$ ^1 [( f2 W) k; \  o1 F
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    # j' p4 x% |) S3 N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。' Z) H7 J- Y* x  J: N# B
    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
    慵懒
    21 小时前
  • 签到天数: 3208 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
    3 {, L8 h/ r& \9 j哈哈,经常发生
    / p8 N" F1 u1 c+ j) c
    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!
    6 y7 i0 R! F, R; Y我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!+ Z( _$ M, S1 n# R' _3 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。

    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 04:13
    & |4 L  j1 \, `3 Z2 S$ G那些动图太赞了,生动易懂!
    $ l3 r0 R: e/ g( O8 Y我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    # R: ~" z" t8 k* N不过也不能怪修车 ...

    ) P1 h2 Q% H( k$ v打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧4 v! R0 O- ?9 V% y) i! G" m- N  R
    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
    8 A) n+ ?/ m4 V9 k7 z! d% b打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧4 Q0 |$ c- o1 n8 t( U
    不就是个盖子吗?
    5 {/ |5 r$ L+ @' p) G6 F3 R. q
    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。
    2 Y( @; i9 N' `5 N* V$ G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。
    : X$ T' ?7 x8 m7 r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
    无聊
    21 小时前
  • 签到天数: 3442 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  r6 S5 [9 B. ?# g
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    " U3 U7 G! u& l4 m) c6 T; Z
    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
    7 G/ ]- P8 ?0 U: ]* U1 U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。3 L" t4 o" e5 l  P# ~
    现在都封 ...
    ( V0 {, ^, {5 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
    10 小时前
  • 签到天数: 2257 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 07:201 \6 L+ I/ s" I, t/ l: H! D9 i
    是说DIY一些简单的事

    $ L  \, V8 e+ a# U6 o: j下次俺车车出问题了顺丰给U

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    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
    5 a# e  C% W8 k( _5 N4 u打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧# ]$ ]: g" O- b- t0 `
    不就是个盖子吗?

    - B8 ?: c& b- e3 g, V9 Z; M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。* h& W- H" S; f0 @# ^6 `/ _
    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& t& G! K* ]/ _- R3 b8 Y
    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 ...

    7 J5 o( W  @* s# Y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( @3 R) V2 i5 q# r
    ' B, g" m7 p2 _! d% T
    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
    - q3 y9 X' ^0 O; I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, ...

    ) c7 j- r" b1 t4 _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
    " b" c' F2 `) }# Z是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    ; y- M( {- v! _6 v& k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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    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
    ) X; I; q. A& P% i% n3 L! U现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    & a  g7 P5 F, I! H; _
    现代的汽车?
    ( ^2 `- `9 B0 o7 ?4 r: P: j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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