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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 % @0 J: G1 ^* B, B. ~4 F6 |

3 n& R5 M0 G% @# P+ [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。$ f% h5 X7 n+ v5 c

! p& B* Y) Q; i& ?/ 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。4 Q3 n; V+ W3 e/ k5 {3 ~
) V) h  Y9 w3 ]3 l2 j% O
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 J3 F, u/ l6 y7 e. L$ e

0 L2 g! e- b5 M1 S7 p7 D- b% R0 u5 M2 W* @0 n4 z
. d1 _  U* W5 Z' h$ E0 P
          实物图,不含行星架
- @+ _  |! Q; V: o8 }# r7 l0 n8 b3 M3 F

" H, P" v6 ^" {+ G- o: \% ]5 g3 `          实物图,另外一个角度
0 R1 T8 r' i2 A, X7 p; K# d; l; U  N- K* v  J" H
& h- R# k+ d! s8 o: d7 J* x4 ]
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。
# Z* X9 }, Z  l, W0 O* x
' Y' n& B/ s8 L; S+ @' D0 C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。
) a+ i0 X& R/ S) K" \) F: n+ w6 O' A! D$ C1 I' T& d0 X
6 H  Q; H, {1 g; z+ Q: g
, }/ F/ d. L6 B7 J
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
  ~- [# M7 d# m6 S( R, X* i, x% h9 x1 C0 S2 z
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。" p/ i3 X6 [1 R( o
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。
2 {$ f0 r' Y, ?& }/ @8 v/ Y$ d* P

# l+ ?' c- w! H5 B8 h) {0 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:' b' `# y$ e5 E* d
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。" g5 E6 A4 V3 z- C1 O
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
' ?/ \; x5 g( h( R( g③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
, f1 C6 e; m! B# d3 {④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。/ E' d0 G. X. K
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
& T! }: W5 K+ ^' R4 p) R3 O
' H* j) K$ C% C5 d9 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。0 c7 l! ^6 g# g4 ]

0 v0 q- N' |5 |( s- M' |8 v/ f
+ c5 v: h* k9 l4 \8 \* k* p现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
3 K+ ]& C! \* C/ ^$ @. v) u$ x; t8 C) S7 \
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 % m& n5 g; T, R6 ~
! E7 l- D" b# F4 x( O' r- \3 S: X, X2 H
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 M' S$ j/ n6 C+ d- Q2 a$ 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
# H. g2 ~  n( \5 B3 {4 {如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#18 D4 e$ W, Z! G, q
一句话:丰俭由人" Y2 f  a: `1 R; V. E3 a

9 w  \6 R) T2 e% z, @
, i2 w1 G  S- C5 [8 l
& @3 X, L7 L" M+ v2 j

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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    昨天 03:19
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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
    , ~7 o* U1 M4 E. |- e: d3 @0 \
    : x6 \" D: 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
    慵懒
    昨天 03:19
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    [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 p+ k2 h8 {/ V! \. o9 B1 p- ~. o8 L
    哈哈,经常发生
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    奋斗
    2024-3-8 05:45
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    [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。0 |) u+ H- Z% `3 ]
    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
    7 w8 K4 y& U2 q+ F& q5 V跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    ! p* Y! Y) Q; M, I$ e
    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, ~9 B: E, G% V! [' B7 O
    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。( f( H: m+ x/ w( k+ {+ r8 \9 R$ m
    我干活的时候就是一边拆一 ...
    & C5 @: E7 z* v0 Q+ Z
    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
    + ]" f3 X' n  m6 y" u* W+ 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。
    / V* N5 n  ]( r8 Y
    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。1 Q. Z' t* c' N9 ]( r7 m, u* R8 s( \
    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
    前天 01:31
  • 签到天数: 3313 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% j- I7 v! y4 H+ V/ Y9 z
    哈哈,经常发生
    + _. @; r: l8 w; K) r
    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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    [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!
    $ V, ?. k/ e% R7 }我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    8 I0 z. a& J% g( 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。

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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
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    [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: B* _3 Z4 `# L5 W2 q
    那些动图太赞了,生动易懂!! [, D* l& d6 s0 K" K$ h( \: `: y
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!6 u2 a, q3 Z: }8 s  `: d
    不过也不能怪修车 ...

    2 y* \4 k% h; `4 a* I0 D9 n% z" N打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧6 d# J: @) G, u' x1 a$ X
    不就是个盖子吗?
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18
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    [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
    5 y# s, m+ G# k打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧& I0 n- d  S; w% h
    不就是个盖子吗?
    6 J; P- F* a" u6 \/ p4 `
    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。" ?. G9 {9 T+ A  B3 ?
    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。
    4 x4 m0 [4 q7 Y. {& S6 c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
    慵懒
    昨天 03:19
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    [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" f; W, w/ \2 {. U+ J
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    9 s4 j2 z9 ^! Z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
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    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  z- o8 ^% i3 l, B
    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。
    9 v% N* r& q5 T) O, Q+ }0 i0 w7 _, |现在都封 ...

    + E, \/ H+ n1 K) K- @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
    2026-6-27 09:25
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    [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 c* A1 g6 W5 E1 \5 G0 f7 R
    是说DIY一些简单的事
    : T, W' O1 C$ q) d5 G6 K
    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
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    [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
    : t6 Q' m- a, |3 q* z' k打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧& x) R; b$ O3 p
    不就是个盖子吗?

    ! T; @/ j+ ]" n- Q5 O9 |/ E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。* A. [6 o9 G8 Z7 |  }5 \
    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
    1 A  f" H' s' c- P% m+ V. u4 T3 f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 g, `9 E- y, F9 t( \
    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' }6 D' `( h" @' _9 K7 h& E3 g6 g% Y% z- s* x( O% c# a! C
    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. u* H3 v  T' ^0 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, ...
    ' T' k6 E+ U/ a" u; q8 M+ J4 S' a% m
    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: a: _; q3 Q4 j是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    0 k) U2 W, N& f0 t% g
    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
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    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. N  y* r+ L! C7 @# R9 x- D
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    % Y6 T2 }$ X6 h& `9 S/ i
    现代的汽车?7 }1 A6 j+ n2 W0 j* d" w7 H7 \
    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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