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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 ; l/ d0 F4 N3 w+ q

9 |3 c  u7 Q5 _' B6 L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。
0 V$ h2 S) k: i4 ^& [" `6 N* D( C% |) r/ x
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。
0 u  w/ j' E7 X8 b: Q* ?/ G  e4 Z9 O* d4 }  b9 J2 m0 `
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)。4 E. Q+ B+ W/ p

! Y! G1 n4 E# W* ]% ^
( X, X8 h; |9 F0 E7 F. W' n( B  R) a% \" f4 Y2 \) i
          实物图,不含行星架
4 P! R5 D  V% M# P. ]* Q& z
1 Y, Z4 O, v4 X/ R, \8 F$ S! n0 w% v8 v& C) b  M
          实物图,另外一个角度1 J/ H5 {) Z9 m9 z/ y5 t

3 }& D& ]# i1 @+ z0 N) H; T4 F
3 |8 C: g7 c1 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。5 Q) @) A' O! _2 o5 `

2 j! _1 J4 ?& p: P- b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。
1 n+ O- n& H# C! o
  q0 P2 C6 Z/ k' t% k. Q
" q& O: ~+ B9 E  L+ s! y- F9 C4 m0 b2 t8 ~( h6 s* ]$ g2 h: D  y+ ~) w
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。2 f: Z) G0 ^" I; q4 n

6 Q8 n# x% d8 Y4 C' L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。
2 ?( V$ u  s. ^1 {9 A6 w* T9 c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。# f% U3 U5 D) A* A

. `" \% A3 W6 V) F! S' C9 Z6 s7 |) ~6 o+ z8 f1 V" L% ~
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:1 H# O! G7 o$ _# n
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
% c) v9 p1 a7 @9 d! L: z9 X②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
4 O6 h% J0 P0 T4 }③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。6 a- b5 @. j. C- {$ `7 C! S- X# V
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
+ V) G: l; s0 @9 L& Y8 c⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。$ J$ p0 U- C8 t, v8 x

0 S8 C5 b1 H! V8 g; d) Z8 j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。
. p: `; I; c6 [% K7 Q& ]* v9 {0 Q" W2 S; W
' J  m4 e1 L) X* p' v$ @
# Q  y! r9 }( B现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
1 k. k4 l# n( m- r7 P& A$ m4 M  f7 z: ^( r  @3 o- F9 O' [
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 5 g2 Z( K2 {( x) j1 w

- ~" U* a8 r( j. _# `, M  T2 J' o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。$ _- W( c$ \7 k8 ^
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7 M2 L* U5 t' E% h6 m0 \# \9 i
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
6 T5 p1 E$ `$ r5 B7 @1 d" U一句话:丰俭由人& F4 x; a: A& N* |4 V% _
8 p9 f8 d; L% X$ a5 h5 X

/ F" g& h9 d3 \( I9 m- Z3 U! J
1 q6 `3 N; j5 Q/ o+ L8 W

评分

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   i0 }0 S7 l! n- H! a" }8 q. b
    9 Z5 \" `: v. T* c1 F; o
    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
  • 签到天数: 3545 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
    2 Z" }& g: x+ ]; r" w  k
    哈哈,经常发生
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    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。
    8 l$ c; I4 }, r9 T5 ]2 k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" P" c/ r: e/ ?# b7 F7 C
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

      r7 I7 T+ H- D0 `4 c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
    5 M$ p* L  j3 Z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# r' l& u% H
    我干活的时候就是一边拆一 ...
    , p% W: U0 |1 w
    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
    ; t6 `" p6 {) G7 |. \( K自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    ( M+ g. U+ v; W" K, `1 [$ H# 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。) Y, e: h. g7 U4 m
    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

    5 小时前
  • 签到天数: 3314 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
    7 x" [9 {8 s. M; O哈哈,经常发生
    4 r6 ^0 ^6 ~/ j( R! h; M
    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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    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!
    1 x+ k1 S2 Q' P' ^: r我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    % C+ n% R6 s. h( P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% A, b4 q* |: p3 k$ Q& d
    那些动图太赞了,生动易懂!& W; W% L5 @4 E  G
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    ) K' G2 ^1 g( I( R: \: K8 ^不过也不能怪修车 ...
    $ L: M, ^* t$ e; K! q& |
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧* V- k8 J( m6 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
    ) u/ e7 C) G' d- z" w+ @& M3 L打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧. m. ~" H& J  v* a! ?
    不就是个盖子吗?
    8 M6 _0 f9 P" ]3 X
    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。
    0 o6 ]- F: o7 _% c7 E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。
    , {5 n/ ~1 B) d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
  • 签到天数: 3545 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' t/ x3 b7 E  Y
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    " C' j6 }* K7 a# I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
  • 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 01:310 G* Y" n) e8 I( F" e, E
    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 ^! |7 n; d' _: ^- G+ M" t现在都封 ...
    " g9 f; q0 j$ W: O0 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
    2026-6-27 09:25
  • 签到天数: 2303 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% @" @0 n5 _/ Y% o. M, r* V3 ]
    是说DIY一些简单的事
    & L- c' |2 _4 A6 t& S+ S! q
    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
    ) j) _1 Q9 y, R打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧2 N/ u+ p4 V& `4 n; j
    不就是个盖子吗?

    & t( h& j# Q; g& M% K' ?% p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。* Z) D& u. {4 R$ C, o2 v
    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
    * z* K. `: `" P4 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 f6 M! {% P' Z: v0 {
    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。/ C/ K# }- \5 Q/ w
    + \) m* D) b: q8 F& Z7 z! p
    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. M$ Y+ o  B; B/ @
    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, ...

    # n9 {4 }' d# {3 P2 F/ d2 [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
    8 r9 A6 P* [  x  a% T0 |( O是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    : R# B8 [6 r0 x: C+ u6 a9 Q$ h4 v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。
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    发表于 2017-9-22 11:32:54 | 只看该作者
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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; e) `3 k' U/ b  h. A6 G5 I4 X8 _
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    0 n; m, p; P# ~& p6 d
    现代的汽车?! D& h- c# Z8 T: i, N+ w6 M
    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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