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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
1 T5 F/ v2 @# E* d
; t+ O' T1 @' u5 z/ 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。+ [& E( c" v1 l- e. F9 Q" v1 x

& b! X- q3 X5 i/ c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 L% F2 f( ^& N8 d: T! q, H, `
) `( R" g6 d, ^: y! v  M" p
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)。1 d7 K, r, m, ]. a! D9 T. v

- {& d- I! K0 i( S( }& z) j6 V! a* H- [4 e

4 i: Q: [( g' }. j" b2 T- d1 \          实物图,不含行星架- V3 M% s) s5 x

  ^3 p: ]8 g5 W. D. j9 E" f) k$ f# u' s! r
          实物图,另外一个角度7 |# |$ {( u3 A
: i: v& E+ ?0 @/ i

4 a8 u/ [5 R, T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。9 m/ D; h6 l' Z

" x# Q9 I1 R( V% d; l+ R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。
( |. y) X9 w( f
; c! Z6 i$ E5 p) }4 C9 {0 a
* Y4 _% y% k2 j% E! |6 R3 |% }1 N5 a7 t+ r& f  g
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。1 e& |+ Y! [3 K* r

1 X. E6 X5 a1 Z) w: W1 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。
. _0 @1 Z8 k* d( e" e) ^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 c4 }3 W% g, e5 x

, o. w" a5 D" L& _: G
6 b/ _- Z  C! Z/ f) G, y3 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:
4 z/ u: b' k+ Y. D0 c①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
( f$ U  H4 M3 q' l5 W. ]* [②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
8 `  ^1 b, T: y" z  C' K③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。, @! v1 \# W4 s! g/ c
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
4 A0 Z6 p6 A8 \( N+ @* r$ }& a/ P. L" h* I⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
' z, t1 K( G5 U, Z( P2 Y( Q' H; G/ o3 U
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。+ B5 \0 l' C" S4 Y! A# i8 U% J
7 |" ?$ J1 H5 F
: x- C3 j1 w. C6 P
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
+ e! J/ D; Z$ f) }/ Y4 T  w: T/ \. Z2 }; u3 Z5 v& G% B5 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
* J7 `& m, k7 K" U* Y: e) x2 y3 t$ w0 R: L$ F. l0 B
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。" K  h1 f4 ~# l5 i4 o3 f4 I0 `
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
$ C7 \7 p- Q- Z9 t# n如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
- b$ k% w( Y$ F一句话:丰俭由人3 u5 R! Z6 X4 f* Q. I0 X
3 `, ~! l, K, Q& q7 j: `2 V

6 W6 u3 B# o) f% ?) W+ ~
  {# |7 a2 q* S/ A& k

评分

参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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    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
    ; V; F6 t# f) K8 r7 f) _/ K
    - y  w5 n7 A5 k! {" H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: 3439 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

    - @, f% Z( ]$ q6 b$ i0 j5 ?' M哈哈,经常发生
  • TA的每日心情
    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。, p) L" W& B$ O# n
    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 23:492 y  [0 e$ f5 g- n; S$ d- {. n6 E
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    ) o  S$ q! \# d7 W1 i+ l5 S% Q
    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
    ( t& |1 d% B3 A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。
    $ M+ M8 P0 m( y5 Q/ y* \9 Y我干活的时候就是一边拆一 ...
    8 J" U( c+ G7 d0 z/ 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。
  • 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
    / Z! ~7 @' }- w- @# q/ {# {1 x  m自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。
    : D( t2 D# f' Q& ?+ w
    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。
    9 @1 }5 G& Z8 v( W" P8 T, Z7 {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
    慵懒
    16 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
    ( G; z  O. A, e" Z0 _+ g哈哈,经常发生

    ) G8 _8 f  Q2 ^' D% @3 B6 O( @/ r# n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!. N7 @" i( l9 w/ w: z
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    1 b1 B% k0 j6 k. }+ d. I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 04:13& @1 g* c9 S% W5 x
    那些动图太赞了,生动易懂!
    $ s! b, V0 N0 C+ P我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!! ]" u8 c# S4 X$ ]
    不过也不能怪修车 ...
      L. K2 \- F8 {% D' q! ~  Q# ]! \
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧6 ?; }) y6 A0 U1 \9 s# @
    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
    1 l" @5 s5 ?  h4 }% a打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧* y( S3 d3 J# p) }5 m
    不就是个盖子吗?
    4 Z: s2 e; A: o1 g; 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。
    9 q' B; t  ]+ _0 K" H: Q" B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。) w& ~1 G* v8 @, L# H! K
    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: 3439 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
    * I5 a. |4 H+ ^+ z% ~0 W天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    4 u/ O. }0 i& Z3 [: ?1 q! J3 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/ S) z& @, x: A9 ]6 o' D
    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。3 R" w1 s' r5 b7 ~8 q( v( t! t! ^/ E
    现在都封 ...

    , b4 i" B8 G, n! b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 20:50
  • 签到天数: 2254 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
    9 b' U! y9 {( r8 V1 O7 V+ @是说DIY一些简单的事

    6 c2 a3 T! {( E! }4 K0 L1 V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/ E7 F% ?. W% @) V7 s
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    4 t/ o  ]  y" d9 u  L% {不就是个盖子吗?
    ' J! O( y& L: W# Q' s; 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 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。
    " Q% ]* U! J% @& u5 z# ]6 O* z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
    9 B5 Q" O+ k! c/ h9 Z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 ...
    * g+ w& i/ V* 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。
    5 r9 [* {% s0 ^: E
    , g8 }* A6 I+ R( x; k6 `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! ?# v" `5 h5 G4 R
    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, ...
    / I" t2 q4 d( x/ Q2 Q
    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
    5 q$ M' D7 j+ s5 P是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    ; K4 X: m/ B1 C1 r  H
    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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    [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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    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* F6 u' B0 W( m' }5 J
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    4 Y( E4 r( n3 a4 m0 u
    现代的汽车?$ N, k, m3 [, w+ O" Y8 w
    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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