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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
8 }) U" E9 m+ C
# r3 U9 b" w, ?( y6 X9 [) z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 y; D% V6 {1 x* r" P% \) F1 I* A
3 X% U. k7 Y9 O8 S' q( ?# ?
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。) W  Z" }0 h9 X1 U! `

: n9 j" h9 ?0 U6 I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)。
  a( ?1 Z' d& S5 ^
; o# V* l8 M0 c
. Z7 M3 f! Z4 ~8 n; m. z8 S( l* X7 ]8 Q9 K; {
          实物图,不含行星架0 ?2 B7 H% s* v7 P0 z9 X
9 s3 ?% h. t5 F0 b( U8 j: q
/ \5 ]/ C6 O' p/ v* n& ], ?( Y7 t6 t
          实物图,另外一个角度
4 @+ _1 G( s: x5 E! D7 C  U4 X# m, V$ t9 i% L9 _
6 L" S1 ^1 f% ~# N* {' C! `
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 U+ D( ~' k7 `: O; w2 W3 ?& c! [* }5 X# W9 S
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。" G9 W& B+ W+ x

" f7 F* f& _" R+ \' e- {" f" J% Q8 n7 k8 ^; i: ^* B
( ^' i; ~" i/ e4 g
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。2 g3 ^" y! [9 U% x+ Q; F
1 y: B+ v/ F" y" D5 _+ z) T' j
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 u! m7 I# h" ~! m9 `8 s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。* C, C7 {4 _9 M' E
  Z8 L4 y+ N, a# c
: F  h7 \$ \* l1 [: m8 D5 I
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:* q! W5 s( g; |2 f
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。! g' O. T- R& Z- j1 K
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
0 ~9 B) s. h) ]; R2 T, W③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。# l- M" W' x" y' l1 ^! i7 Z
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。( q- G' {4 ?+ \/ y6 C- V
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。* n* l/ P. ~0 d9 J. l1 \: r

) m6 C. B) u5 r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。; S1 n* t2 `+ @5 |! _

! L' y. q" i' S
: ^# F; h5 e6 s3 q2 O- J8 J) P* S& Y% F6 Y现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了8 z7 R2 s7 `, d  z# O3 Z& Q4 S

9 Y" M9 M2 X/ m* ~4 L; I/ A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 / ~; D) T+ v, O' E/ p. P
& c, x( D" \$ X7 @: {6 ?$ 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。5 f$ O. G$ f$ \  h5 w
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 M3 H! E. ?2 ~: n# I2 E# l如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1/ y) {- }* m2 D* E/ @
一句话:丰俭由人
' [: Q4 T& q- D
7 j- u( F) k) b/ q( B% V
, q5 R4 d; ]% ^0 w" f/ A3 Q# X8 _" F3 I+ M1 {# F6 ?$ H+ t

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参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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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 * u% i, w* w+ b1 K! P. S

    / p1 Q) J2 I! I* r7 k$ }跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
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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

    3 s8 i0 `- p6 P# M& X哈哈,经常发生
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    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。
    9 W8 ^: _) ~+ {' \4 r% J& 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
    7 t1 d) }! W' r+ X: b跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    4 m9 a) [2 r' ?
    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
    , R2 a) d  V5 P& b  y6 T' 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。
    # s- \- ]* T0 _8 d; V' k我干活的时候就是一边拆一 ...
    - G, F4 ]) X6 p% D% D# P
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。
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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- I' x" L2 Z; Z' J0 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。

    7 @6 {/ N) Y, i3 n( ^4 L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。6 @! B+ _- s5 C7 `- i- R- {1 j5 L
    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
    昨天 01:19
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    [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
    . y2 q% q- r" }4 I' F# B哈哈,经常发生

    3 c* `  I7 ?& j) f  s8 h1 x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
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      发表于 2017-9-22 09:55
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    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 `; u+ w  m; L. z我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!& U+ v* M2 Y5 h
    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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    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 04:135 N3 f) G3 Y9 J
    那些动图太赞了,生动易懂!
    4 `) A: Y" W: b+ ?我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!, W" d: S, p3 D' d4 i
    不过也不能怪修车 ...
    : u" P( k7 {- E- O0 N$ R! s" Q/ F8 ]) K! `6 d
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧5 _) P2 O: Q6 L( |
    不就是个盖子吗?
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    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" z( Y" w* X# j2 C( |( }' \2 i
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧8 p. T' f" z4 P% i8 x
    不就是个盖子吗?

    ; p" ?, \- X% \& ~9 z/ R& s1 C; M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。
    . l& }( F6 ~# p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。$ y& z: j) F. J; G  Z# `* L/ ~* b# ?, t
    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
    2026-10-2 19:49
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    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( H# @' L8 i' l4 S7 _
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    - v$ v" k* \3 S) s/ J/ q7 r
    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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    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
    % k! J8 ?% t0 {( ^8 i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。
    , S' h0 z/ n# l现在都封 ...

    ' X% U0 b6 [* K7 `% n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
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    2026-6-27 09:25
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    14#
    发表于 2017-9-21 19:41:38 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2017-9-21 07:20
    . y4 W" n) q) z  s, |0 ^是说DIY一些简单的事

    3 v' ^' M1 Q/ o$ X& o# 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
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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
    " X0 i) K* c+ D/ p2 E* d( U打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    * U1 e* o; E, `/ k% c1 N$ x不就是个盖子吗?
    1 Y3 ?, C- D" ]# F/ F2 Y0 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 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。" m- M9 @+ {6 g  O
    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 08:017 S6 W( W) \' I1 M0 T5 t4 K
    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 }$ X# s! L5 {1 M4 X% @9 p- l
    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。4 X) W7 I8 B0 z9 m( b3 F' h; f

    " R. L' H, f5 l# c6 z# e3 F; d4 X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
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    [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 08:402 T0 E3 n( {1 U  Z0 N# V. `
    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, ...
    3 @8 |7 H4 L- L; s% e4 K7 Z% Y
    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; r" v' G3 g' ~
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    . G# A* [: i2 ?! B* S; 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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    19#
    发表于 2017-9-22 11:32:54 | 只看该作者
    太赞了!
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    2021-4-29 22:35
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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$ f- C9 X4 ~' D6 R0 v9 a0 z
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    ; p/ ]9 C" e. I+ n2 v现代的汽车?& Z2 ]  t# e: Q* h. q- Y- S9 Y2 r) h
    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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