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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
% s$ @0 x; |6 U" ?! u# ~' f
" |1 U9 X' X9 }; _, H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。
! a, O3 h- u6 N6 n) }" g/ N6 s- W* C2 I; G  H1 \6 L1 W! _, {
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。4 b4 I* v7 }# R9 ?9 X

7 S% G8 i4 G' [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)。- X6 h2 l2 P" u8 k& C( ?+ T' P

  J4 v  S" W8 p, ?
9 d0 [+ a* e. ?, K! F  s3 R- W, a+ t
          实物图,不含行星架
. T; N' z' n8 n2 r6 O% U9 h% V8 t
5 y, S2 x0 M$ k9 l* K
          实物图,另外一个角度
2 O+ R! u( x- r+ L; U& z0 i: q9 c8 I. F& J( o
+ r0 Q4 {- c% y# W
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。
! a% L; Z6 i, S9 c1 P( q* |8 ?$ v! C0 {( l& E" {
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。
& x: y4 k0 k% y+ l. Y- r1 P+ q# C; J( F# b+ c
' j( E( a' d  k0 q4 j# ], X
. A0 z7 w5 Y0 z1 C
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
8 B4 f; Z, O; ~- ~4 u0 w# h- ^# \1 t7 v# s5 E
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。
4 {" d3 C; H. y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。6 F  @* A5 x. j
4 ]' R- e3 d2 R! }; H

  s$ J% }2 ^2 k: R4 U: q4 M0 M" j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:
; G5 q2 x* n! b5 o  _①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。7 P' S; R4 P) d' z5 X
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
/ W) V: K4 |/ {; H: I6 e③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。& F) P. }8 j7 Y
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
3 R, B' L0 v$ q+ C+ [6 U9 ]* e⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
( C7 p% `" Y' V/ _$ ]4 c: K
: b1 x2 w$ b+ L2 k# V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。* g' U4 h1 x2 g- y

- Z1 b% u! j) x/ b# B; \
2 \) }* p6 F5 q现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了+ w* N, A1 L; D
) s# h" ], U2 }# F& {( Y, ]; 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 , r% P* M& V; h% I
6 d4 d8 k8 K. @3 L) @* Q
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。; x+ T% l* y( {8 l8 l6 S
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" j/ c0 P' b: Q4 P
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
1 z; }- j5 o5 r0 d5 ]; c* e一句话:丰俭由人) V' q* c  G# {/ Q4 e+ @8 Z: N

! P) b  Z6 Y) X) |& z. w! @$ s, ]  Z# D$ r
1 o4 i! y! Y$ r1 Z7 o' _) d; }

评分

参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
王不留 + 4
清凉山 + 2
xzhangz + 2
九麟居士 + 4 涨姿势
燕庐敕 + 8

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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 , e9 F& u' q1 Y. r4 l
    1 y0 p1 R9 U+ C
    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
    昨天 01:11
  • 签到天数: 3335 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

    ' G  z: r. ]4 E! Z6 _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。+ s1 H% E9 O) e" Z* d9 ~
    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# [3 T/ `' D7 [* g
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    5 r/ ]5 R7 U' {( a: E  @
    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
    7 G) K( f! V9 g/ y& }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。+ R' e& A% G: n8 O$ R
    我干活的时候就是一边拆一 ...
    ) U# n$ K  A4 T* s  G
    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
    ) X8 a4 K2 _+ w. n# o) U自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。
    , }% ^7 W# a1 ~7 |- a$ ^! t( e) B8 W( 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。
    - w" g# i# t, \9 N: I* S0 b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
    奋斗
    8 小时前
  • 签到天数: 3061 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
    & ]3 ?! o9 r( g2 _; ]- w; b& A哈哈,经常发生

    0 b; C' g2 q1 G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!
    1 r: d8 n2 _* \" n我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!, V  _5 G' L; F) p/ g6 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" v1 Z/ ]# S) U/ c% D
    那些动图太赞了,生动易懂!4 P/ n+ L* O/ Y9 N; `0 u* Y- p
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    , X) X$ V5 F4 T3 U, R: W8 r; g不过也不能怪修车 ...
    * W, i( Y6 A0 }- n& E, k2 x
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    & T, C4 B: v7 f6 p$ {5 {# m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
    / k7 n+ M' W$ F0 S打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧3 w4 c4 @7 c2 u2 l# \6 ^
    不就是个盖子吗?
    4 ?; t0 B' _! ]5 P3 o
    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 l. z0 \1 w3 s  R' U+ z
    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。4 y$ \( X5 H+ b& \7 _
    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
    昨天 01:11
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    [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
    * F! V+ N% S- g& z天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    3 N( k8 u- ^- r( Z& ]
    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 01:31
    4 \. E( @$ p+ d3 E/ w. ^8 V4 |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。5 V1 Z3 s; J8 @4 h1 V  o
    现在都封 ...
    " z. a* E! r7 o* T- j
    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 09:07
  • 签到天数: 2180 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' m, ?: J! u2 l2 Z
    是说DIY一些简单的事
    + |5 y2 c8 x$ R) n/ 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 X+ P* n% q# D" ?* {* M打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧- j3 P! h: F5 g5 c+ [
    不就是个盖子吗?

    6 a, v- G" D* r  x* B. o# 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 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。
    & O& s& y. r( F/ D3 u) i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* d' q) _0 X# _( c0 \
    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 ...
    ; ]% l" U7 q  D8 {
    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。
    3 Z, w# V/ }/ b# U4 ?9 s- x3 j# v$ [! z3 |0 [) L1 [
    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! _7 R; @* B. T% 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, ...

    $ S, n4 s  `7 f% M' z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
    , R9 m& B+ A/ u. O' X是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    6 c  i8 a/ G- [, c$ S2 P
    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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  • 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. p: Y5 l, u+ f% P5 n& F
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    ; P+ u! t1 ~6 U& }5 y6 T
    现代的汽车?
    / B4 h9 L( F' Y% A+ C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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