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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
' \3 J( @' U. H& [) P6 X$ h
( w& x% l" t3 |8 g5 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。8 i4 U0 q) {+ X/ ?4 ]$ z

7 b/ f/ ?9 p% ~! d# U) u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。5 s# n8 c$ c  f

: n; T* W% P. k- ~4 l" j  `3 y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)。6 z. ]2 j& @0 @3 A7 [

4 [/ s+ ^' {0 ~3 b- F; K
! N1 e5 q, @) q, R) X4 G2 C+ i
* E  J8 @' l) {2 X' L6 b! A) p          实物图,不含行星架4 M* u& ?1 k! R- y* K

! W5 r: K3 }. ^% d% X" K
, O+ Z7 H3 M. g6 k" O$ @( K" x          实物图,另外一个角度
* U" \  S' G3 p6 r, D, R9 g2 S/ Y! T6 K; A& ]

) m) J# _1 Q7 [8 a1 {8 n+ D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 b, o, o: w% G3 f/ l7 z7 ~

/ t+ F- ~9 m7 q/ f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。
6 @9 B' R0 K& T( H# k' f. K% D4 y' p  p2 j7 I

3 t6 }, u& T6 G) h( O$ h  Z
6 b. R7 ]7 c) p' V7 S" S第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
- @' Y7 e5 L, g' S6 \! o0 X: C* b# w; @/ B
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。6 l7 R7 h4 H& u* j+ O9 [9 ]' P
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。' J+ l6 c8 r  N6 y3 O9 G6 q" s

: G. ?! U9 ~  V( r) i; I; c. Z' P7 U4 o0 y7 T# W. r( O) k' H, Z* ~: t! G
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 C% z9 }* t
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。' k- h+ N  {8 Z. V. R# q
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。- j1 q" a- k' s9 g, A
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
( t& \) k: Z. K: w, l- j④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
9 n; g5 m0 ^7 V⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。+ a6 F  f' s" U" B1 M
8 K! s0 b$ y2 J! g! Z9 X
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。
" S' a+ I8 h( y% W& ]. i: h+ {4 m5 O& X( F. p

: W0 P, r+ H. A" C现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
; U- G- R- g2 F$ k5 I4 V4 L' q
# n8 ?( _9 s" |4 F7 j: h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
/ f8 @( E( t6 j3 ]& F9 F( l$ ]" G" |8 t
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。
( u' Z+ ], {& Z! u. ?  Q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
$ e( e4 U% W8 e' B如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
1 v9 H9 J! }4 {3 K; F% B& ]' V一句话:丰俭由人
/ F/ W3 j) \: i& Y8 a" H0 s0 _5 v! v7 B$ i8 K" b& e* e0 @

: f" x1 i. u/ w, D" J% I
; {9 {0 t4 M7 C. W

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参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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    开心
    5 小时前
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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 8 }3 Y5 l7 l3 Z

    7 z" G- A) o6 Y7 r( g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
    5 小时前
  • 签到天数: 2912 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

    ' S9 f8 i. U/ W! Q+ Q( V; k哈哈,经常发生
  • TA的每日心情
    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。
    7 B* G  j% E/ \6 |! }; c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
    5 Q, d/ T6 t% Y0 R4 _0 E跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    4 e! e5 |  l8 |
    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
    . i% m# J1 X2 C- s8 t8 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。0 @2 e7 o  ^  O/ a- ~( s1 }; @, P
    我干活的时候就是一边拆一 ...

    6 ~; T1 l+ i% f( A0 y7 ^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
    * r! R5 s9 ^, D: e3 e: V自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。
      ?: E4 r$ d9 m8 j4 I, V6 S4 F% Q
    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。0 Q; i1 d' R$ P) o4 N# p+ u
    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
    5 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
    , X+ l+ }$ y* e  D哈哈,经常发生

    & B' J, A% Q& B& K6 ^. B! z: O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
    慵懒
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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!0 V4 S' n: k  v8 _3 i
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    ( m4 ^6 B* |! @) F! ~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
    * C# y8 Z  b& H& Z5 v% A! {; g那些动图太赞了,生动易懂!- `( y- o" m' R$ C8 B0 s, Q" f
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    , g: m( b2 j6 g; q6 l" X2 I1 T不过也不能怪修车 ...
    9 e5 C7 N5 W5 `
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ) ?* i' H& u9 Y: ]5 I% \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 05:499 @- U) O# Z7 c+ l7 \/ ~8 m
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧  c% {% j8 k7 X: z
    不就是个盖子吗?
    , o- L% A# j3 K; }) C- U  L
    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。# ?+ j' q* D( i/ K, @$ J3 K/ ~
    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。3 {5 [2 E& D/ G* ~3 ?. @
    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
    5 小时前
  • 签到天数: 2912 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 y2 W+ O" s- f天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    8 S. q# i, K. r  t! y, ?0 J+ J& V
    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
    4 A1 P  }- o3 X, _2 @" v; v: N  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。( M- n( H/ {" i8 b
    现在都封 ...

    2 _& E8 M3 F. j& [8 l& \: z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
    昨天 22:23
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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: k6 E! K: A3 Z0 }6 M+ a( D/ [1 w
    是说DIY一些简单的事
    ' K, U/ A4 J# B, s0 F
    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
    3 A# c! e/ j7 o% a7 D7 H打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    6 G5 B* O7 w* f不就是个盖子吗?

    % @8 V1 \* T: a: c/ }) J* {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。
    8 v. B/ O2 y2 Q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
    5 E5 N( Z) h/ e. G, V" D6 U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 ...

    ' c0 Y8 X6 s; u9 _" S7 \, P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。7 }% \/ I8 o5 ~% H- f

    * g, D7 ?4 a5 s0 t! w6 ^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
    ' H& K$ ^5 Z) U- p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, ...

    % @- ?+ w, }9 h2 W4 ?% T$ U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
    + l7 l# |; L3 O4 b: I5 x$ R4 \  O是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    : i. z( E' U( v1 q+ ~9 |, g1 P1 \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
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    [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
    2 t! ?3 x- k9 o3 Q& H现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    4 Z# D2 |1 O* Y" C& T" i现代的汽车?
    . e- l7 ?$ h+ U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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