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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
& e) z+ e8 D$ z  x2 M
+ |6 v( v' Y# P4 W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 c% ]0 t2 j# s

/ N  P* L$ W2 `: q9 ?" _  d4 T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。
. S+ |; Q3 o. }; M
3 f. ^2 U1 A. K+ P7 |( O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)。8 W) U0 H" |6 N
/ n7 f& h* y4 r6 {6 Y% B! ]  [( }* @
6 k2 x8 g4 W3 p  M& q
' o. n/ S6 l" `+ S1 p1 \  T
          实物图,不含行星架9 ^5 Y3 r2 P1 v+ g/ l
/ W; q& a* L  L+ ]5 I

' b; x7 y* f! i" c( m, C          实物图,另外一个角度' w: p* ~) Z( r, Y# U) ~% h

+ j. G% g" O! ?3 `) w! S
) V: v  S$ X# ^6 a; g7 G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+ \* H; j" {1 r" L9 W$ n+ ?
! b; R+ ~! j4 |. 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。
" L/ P4 n1 B7 U3 R( a
3 t8 B+ v1 p2 ?; T" [4 K( G9 L/ E5 X! _4 T* D1 d. K0 l7 W
' }1 [/ ^# d  D% F4 T
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。, B( ?2 X# }. o0 t$ L
, o( S9 S7 i, x
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 u: s9 f! W5 E" }' Z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。
' `! e* f" D* m4 P- v2 r4 m  P: o! z' G; `
! g( i/ l3 U8 g5 z
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:8 ~! j, f$ N7 Y! F: e. `; g0 T2 ?
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。/ ]7 `! K7 J5 I5 v3 [1 {$ `+ u
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
+ A2 B5 ^. ~8 X$ N6 l③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。1 ?! Z: L5 k& Q; T0 I
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
8 {3 X' r: h6 _* {⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
# |7 j" Z. U! m, y9 z
) g0 S+ o4 E& `, M( h4 M3 D6 d1 L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。
- L: I# g% p% b/ \$ e$ P9 v/ i
; y; d6 Z. A0 `( |
! n/ N& a* W" Y  ~, s  X5 ]* o! G现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了- K. S! T7 S5 Y* z( S

, f6 r9 [! P5 N6 r: [7 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 3 V2 u+ k9 J. [5 \

, J0 r% F* q6 }! k4 W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。
; p8 A1 H% ?* v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 v, y2 O/ s1 l" f1 R' T如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1, W8 j2 {: h. n1 Y
一句话:丰俭由人
0 T8 V. b7 {* D, B% g- A( t4 A
7 C! o* ]4 B; t( z  q' G/ b# O" Z& E$ a  @  Z, A% }

# ]# ~. L+ C6 V& e5 c9 t

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参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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清凉山 + 2
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  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 00:38
  • 签到天数: 3331 天

    [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 o) v' V  [; o% c
    - J& P% g2 L" H4 S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 00:38
  • 签到天数: 3331 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
    , T  b7 S9 N, j8 i
    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。
    4 e8 M9 r. |$ ?: {' H* t" e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
    $ ^  f  c( t: E5 c" d" `跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    # L- c9 Z! F) ?5 U/ x# a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) U- ~* |- C$ ?; \) M$ x; B
    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 l/ W+ P+ B& w) m; h5 M9 k
    我干活的时候就是一边拆一 ...

    ' j  ?" l% n( |* Q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
    . g' {+ q3 g" A8 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。
    + Y. U7 h/ ^" 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 j1 g2 j4 ]+ s, W: Y
    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
    11 小时前
  • 签到天数: 3018 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& z  g: Y+ ?7 J  J
    哈哈,经常发生
    : y4 D" W* D$ Q- T9 [7 I; r
    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!
    % A' V1 u# K# q4 N! p我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!$ G6 v( G9 e/ n" C; R
    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
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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
    : F  R; I8 o! V* J那些动图太赞了,生动易懂!8 M( m- s& D$ B: C& \- `
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!' n0 A' s. K4 k- C# j" a4 t! @
    不过也不能怪修车 ...
    , y3 O9 T& O3 w6 Z1 ~& {
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧$ e+ M  [* l. _8 F# h, x9 {
    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
    , N: g. M( F: M) P( N3 [打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧' h% t# p/ e1 L
    不就是个盖子吗?
      U3 Z* v& F7 x8 n3 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。5 c$ E; R  ^; L9 Y; t
    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。+ H0 j! k4 ?* a$ K3 F) {: h
    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 00:38
  • 签到天数: 3331 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
    5 `, k7 `0 \2 o; M天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    5 E% }; v0 \' L! d; p; v( n
    是说DIY一些简单的事

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    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
    ; c& E( d! Y% 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。( ~$ V3 K) A( `9 ^3 G; `) O
    现在都封 ...
    2 z. u9 t$ m( @2 R9 r3 _
    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 19:00
  • 签到天数: 2157 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
    4 o0 z9 ?9 A' u/ d/ U/ @2 C是说DIY一些简单的事
    ' @' c2 L7 ^/ J  P& I- G, p& U
    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" N' ^- r; R- X4 ~
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ! q# ]; \" Y8 R$ Z1 ]7 ~不就是个盖子吗?

    % p7 G6 N$ H  L, l$ 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。
    ) `& p: Y6 w1 d( j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
    6 F0 v9 K' J# W9 A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 ...

    8 e4 {( S- L9 V; \1 _+ B4 X9 [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。; y; D1 e* k* z5 m7 G
    ; N1 e9 S2 M. T6 ]
    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( G$ m9 I- V5 Y3 V5 T& I4 [
    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, ...

    " a* L. U; ~% y' J6 c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
    * q- Y6 {* O5 o) N; E( Z- t是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    6 z0 T6 w& X  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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  • TA的每日心情
    擦汗
    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 15:452 w8 E/ q! G( ?& Q: ]; q2 ^0 g
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    " @* n" @( b4 B' D4 p8 i2 o
    现代的汽车?& S/ X1 b' Z, f: E  _) M4 I
    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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