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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 $ X7 u$ `, s% S7 ~+ u8 n8 u, G

% e* \  T4 N/ B% D3 ^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。
+ }, e5 h2 L. |; q
  p0 N1 r/ k7 K7 {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 T6 ?( h) s7 Z. i. F- E0 Z2 M5 X. h
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)。! B" e% d5 }# Y# b* J

3 K/ J6 L5 ~* ~: y% M" ?: u% O
7 I) U) u- ~  R! N3 N& R" U1 ^: L- N' C9 r, C6 N: _% i
          实物图,不含行星架: t* ?1 j* b7 F! S- w  V

4 ]* P: a9 O8 i  l2 I
# v2 X* B1 j* l& ~* T  g          实物图,另外一个角度
# v& |0 Y% l* w1 E& U
  M" F4 |1 ]8 M3 V3 {+ _7 B5 W/ _. Z6 a9 n# [
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。
; h1 P6 [% \: s, F5 W0 C7 B7 t3 ~& W' H$ W
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 ^% m( Y0 w2 K3 Z/ f+ S) l: j, E* Z! u& U$ m8 j

$ O- W( i& @: `: K2 ^( c; ]; u$ s9 _$ d
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。( r1 g5 N2 G+ M& F

/ Y- o9 h% x6 s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。. E' p* [* R: {& d) ]1 g
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 e. Q* B! ~" _: u$ {; {
  o9 d; d; Q, g3 v1 ?$ W* ?; N. I/ Q7 k/ R2 ]
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# A9 `" N# Z9 \' n: ^" v! B
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
1 S  o8 F! H5 h: k; R②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
9 |/ |# z0 z7 y3 w1 M③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
* S$ q2 B. X) G: g" m5 ]④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
+ z, _( l/ q2 o% {⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
  a5 o. d& b8 [3 g9 J9 [* o& ?! ?  M( n$ q9 p2 B0 s
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。* A  v* }$ s9 J

- [7 E& e: T  q" F
9 ~/ o7 x/ _8 E7 q现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了* j0 _9 s3 Z- K$ K' `

+ z  g0 d" J9 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 ( A3 O& @, c" I& _" g
2 D. Y* @; W8 p" r/ ~- K
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。
! X0 o6 R% w* F* `6 T  w: W6 z( r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4 d' Y2 n' G* I: b" V
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1/ Q+ I; |9 v& f0 n
一句话:丰俭由人
6 J, k# Y( H3 `: d+ u* F( o4 ~0 l, \" j

' C% @$ e) W# N$ k9 C% ^* j" Q# K  R. A8 c" m+ L

评分

参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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    开心
    12 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
    $ m8 K# t% w& C+ q/ C, i% Q4 V8 b- a8 [, W
    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
    12 小时前
  • 签到天数: 3371 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
    ! O  `% i7 \# [- 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。5 o8 b: ~2 @" @7 \: 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 23:490 X, Q: ]0 k3 @# ], q5 F/ k
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    4 ^  q6 `! C+ C, s: F  }
    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
      b* r+ Z" g" w0 e, ]! t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。" X2 T4 T7 A5 Q  C# ^
    我干活的时候就是一边拆一 ...

    + S2 z3 K: s% ^  }% e' B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
    + ?0 v) N' X. \6 L7 ?, g7 y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' M: Y* z) ^; O' L/ H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% l& X$ y7 Z/ N1 t/ d
    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
    12 小时前
  • 签到天数: 3111 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
    & H% M. _3 ?& l- d哈哈,经常发生
    , [2 R! U9 M& Y
    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
    2016-3-18 07:18
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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 X- w2 @3 ]# P% @! O; K% G
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!# G# U7 w! C6 R  U! u
    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。

    评分

    参与人数 1爱元 +8 收起 理由
    燕庐敕 + 8 小小补偿

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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 04:135 }0 @( X9 I6 C2 B
    那些动图太赞了,生动易懂!5 _4 k# w, Q& N' {: |
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!( A2 K; x( e3 h9 r
    不过也不能怪修车 ...

    ' ~: }; p/ c+ J) ^: V打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    0 a* m1 i! J+ @+ X* M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 05:498 ^- {- j& I1 d. h* v
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧# |$ r1 N) P3 i, f, S# e
    不就是个盖子吗?
    ' x8 h: Y- K1 q' |  e+ d8 n! E8 a& P
    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。
    / S& b3 d% c7 b* H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。: V& `5 }3 b8 l. G
    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
    12 小时前
  • 签到天数: 3371 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 n- ]; j  D4 ]4 F0 q0 |: q/ K2 S天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    0 ^: m* l9 q# }) S$ T
    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 01:314 x8 {  ?( {7 f6 c
    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 j' Z! X4 f# N, E0 X# h6 `现在都封 ...
    5 N. `4 I+ M1 Y
    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 20:10
  • 签到天数: 2204 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
    ) E1 |) y: E9 _6 `是说DIY一些简单的事

    ' h8 y! N4 f" c. @( w% ^' L% j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
    0 D+ O. W8 L9 u+ w& P5 w打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧/ P4 S2 ~# `' _: ?& _+ ?. L
    不就是个盖子吗?
    ' h* U: C+ R% X6 w1 e! d" 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。& P. k; C( \, M" ^8 m3 w
    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( t- v! Y9 ~/ G( 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 maste ...
    ; X0 N+ s9 z% S2 P4 o; s$ 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,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。
    : M/ [% Q1 v* {% J9 i/ s) g
    ! Z; f4 S) P  v  K6 K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  O0 R, [/ c# l" 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, ...
    ; U/ N! `5 ~* N2 `& J
    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
    * m7 A& B6 u. ^& A1 X是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    5 Q) i% x3 w- W; i4 t$ c& ?
    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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    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
    4 \1 N4 H! J# u, X. @4 v0 a: s3 w现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    . }2 F9 U/ J" _$ {; Q, d. i; r现代的汽车?; H9 u$ `4 L/ @! U6 @
    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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