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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
' a' q9 P: @4 \7 q
% t, P  v- l% U! G4 j! y% N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。
- }% m) D$ e& Q$ ?. Z: o
& X- Y2 v. L6 K  E; A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。
7 p* L2 |8 }+ `: b: C
( _) T9 P6 q4 i+ C/ {; F6 Z% N2 b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)。
  p4 I: U9 R- r& A: E6 q8 r5 L0 B6 l

) y7 h; n. @+ y6 |7 ~' c$ }
3 a+ ~9 M8 Z% q          实物图,不含行星架
7 Y; k; n3 _* l) ?
8 _# O/ C' y! t, z$ O! O" V1 b6 V
( l% `- }7 \9 X4 V  P/ i: l3 A6 Z! w          实物图,另外一个角度6 s, q- v" ]& O4 [/ A2 n

! ~% {  K1 e# g, [! p& M# W9 l8 L7 \2 q2 z% V: i" J' s! [, t* e
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。4 U0 U: |* [( o' Z' c) |; L  `

1 `0 n: F9 ?1 [. A1 e* D8 P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。
2 \' C" w' t9 {: _1 J
" m) G8 V# I' U6 c8 k1 a
4 U) _/ w/ `$ P# A
0 ^9 T" k% E! T! Z2 F; \# ~: Q+ p第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
% j7 y( x$ p  T$ {8 e( Q/ w5 l
3 |) z5 N8 q& G! `4 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。
  f0 n5 _1 R: l2 y: c- x; [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。% w6 [! u& h( u. x- X* G' Z
5 q. K4 ~$ G. ^  L% b

& g& b" y) f+ o; C: T  n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:
' Z/ D% O1 C* N$ S( R①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。; m" a/ R% ?4 ?1 s7 d# w' w  @
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。6 Y$ A$ M. }9 Z: ~+ v# Y
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
% e; f; u+ Q( y5 H5 ?% H) \: S④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。$ B. X: {0 a2 p' t
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。+ _2 S# f2 t0 i/ i4 k- t) v$ ]$ N  F
0 S* `- i& ?1 G9 c8 c: d
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。5 J% c. f  w: L

8 N8 m" G5 k$ U3 C" |
- O  `: N3 P3 y; t) E现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
1 T  R3 h6 }. D  J5 ^9 B3 U0 V: t' B" X7 a$ d
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 + Q4 a8 w7 k% C1 ?
; b- R# W! L' ^- \$ N6 {
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。* o6 D7 @* v' ?8 g
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1 s/ h; g+ B! m2 k2 q
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#13 w% V8 G" Z+ g: g2 G# _7 B+ Y
一句话:丰俭由人
- e" P* w" O# O7 B6 b
% x8 s9 T2 E2 S4 b
( u8 A- [, h6 |' {: f! X1 R# x8 v2 n, Q6 V9 `

评分

参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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九麟居士 + 4 涨姿势
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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
    # }# o3 r( k. V1 E  N: i# A) C' E* F0 k  o+ m, k
    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
    8 小时前
  • 签到天数: 3407 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

    7 E8 [) _8 t! n1 M9 Q* Q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。
    + l/ N- A$ M3 o3 k$ o  j% I# V! j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" C3 M4 I0 A4 W0 v( r; {
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    8 ~, B9 H0 L+ T. `& M& b
    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 00:227 p, S) z8 s* |/ ?3 b8 i7 C
    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。
    , Y6 c0 V2 t3 I! y) \9 a我干活的时候就是一边拆一 ...

    + N9 s9 l( e: U' h% l: I5 ~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
    2 T) L; }+ {- j$ 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。
    + A% v2 d0 C4 }' r0 c7 G+ 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。; s. r& t6 f  Q' R8 |; _
    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
    郁闷
    9 小时前
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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
    0 ~  O1 T  u# l, d/ @7 _7 @- c哈哈,经常发生

    , l0 C( `( f1 [* v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!6 R/ d9 F  _5 T/ U& k' S: j4 ~
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    ! [' r, S( u/ l% ^# Q9 b, 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
  • 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: L5 ]; b* d  K+ r! P
    那些动图太赞了,生动易懂!
    6 f: E* I- W* C1 O我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!) r' W/ p( G6 X5 J9 s0 |  E5 r' z
    不过也不能怪修车 ...

    5 ]5 G* Q5 l- S打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ! ]# _# {+ b! Z! Z! b- O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  p) g, j8 N  y" G
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧4 C, {  u4 [& s, U) o
    不就是个盖子吗?
    - I$ ^! R+ T7 q) u/ v( `
    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) U1 G! h1 m# g/ l
    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。, M/ x; B, n# @% F
    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
    8 小时前
  • 签到天数: 3407 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! {4 m' R2 v$ i/ x' L
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    . S0 S5 {  Z4 p+ v5 f. w
    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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    [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
    + i- I, h( u' P0 ^8 A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。
    / c& d9 s& M9 P3 w. j现在都封 ...

    + [1 G7 z3 k  h% _6 g8 P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
    前天 08:19
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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 07:20! {7 X+ O: d& F) w: F0 a% s
    是说DIY一些简单的事

    9 D$ G3 _. d/ h' N( O& j5 p5 ]# y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
    " Q1 b+ N3 q. K9 ?2 L打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧# L1 f4 x9 N3 g9 Z* f: D
    不就是个盖子吗?
    " O* ?7 I# f" g, T9 ?+ n" ]
    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; Z0 D  E. E7 o2 S' n/ C
    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 V+ k9 {, x0 v
    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 ...
    5 b6 Y& T" @7 J
    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。
    5 D( b! M3 x! A! ?( e  C
    + {% [2 `0 q8 f! p$ k  n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" D. ]8 k! [5 p+ \" y5 @& e
    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, ...
    # s8 X' U3 }6 N8 g& h
    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
    ) Y; q) o( E  g, g, w是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    ; b( _0 s8 ^( z% M5 e5 J- 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
  • 签到天数: 265 天

    [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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  • TA的每日心情
    擦汗
    2021-4-29 22:35
  • 签到天数: 598 天

    [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
      f# N' P  J, t4 B现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    : h% P* Y) M1 E7 X; g% o现代的汽车?2 z. B5 {. a1 d7 z; Y7 f
    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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