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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
- T* @0 p4 `7 ]% m
( Y) Q  }% Q0 ]; T! Z$ S4 n8 [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。
; D( n& ~" A) ~
# N+ y% g/ v5 u  h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。
, i1 P' n: q3 v1 I' q5 Y
0 S7 S" j: G2 l( 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)。
0 a. p6 ]7 E: m
6 ]: e/ Q0 I' g4 V- v7 z, S% J
* ?- o4 k) \1 ]: ?- A1 R: v
# ]) W. U2 }6 D1 u6 X4 r) X- ?7 \7 A          实物图,不含行星架7 @" F. P7 L1 G8 P, b+ g
9 @) N$ n5 f% G$ k8 j. Q3 p

5 {' E. M' e% }3 K1 D% r) Y) l          实物图,另外一个角度
4 o& b" A4 m9 b% w) m7 O0 [' c  ~

: P: S8 z- L, D0 A+ X+ c# A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。; T# O1 G& }/ n

" f+ z$ h- `* f: M& \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。9 i. e5 _! d. O$ }3 c. x0 |" J
3 }0 [* S# ?' I) y% n
/ L; c5 z( j, k, o; i
: \5 F- J" ^5 [( b; k9 {/ x0 p
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。, n5 E1 t/ ?  A: y/ C

+ K" l6 Z* P) k4 {# z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。
1 E5 J, w( m  Z2 W7 d& D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。
; C" o+ u# J& l5 P$ }$ ]* G# I5 B3 n+ |" E

& v4 g: B! |! K$ [+ f1 s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:
) u5 Z4 ]' J# X2 H2 i①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
' O; Q) J( P# b# }: q8 D②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
, n& p; ]( m+ Q$ A③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。5 d# e( v: H( t5 \$ u1 ]5 q
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。' i0 U8 X' O( R& g7 b9 g  ^9 O
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
9 C- [0 a( y+ v& S  p9 K7 Y) z. U! O$ k, G5 y; ^
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。, C+ L  k+ L% V, `" U( c
: c3 h1 x! e( z

3 ?  x* Y- E# ]( d9 R: @现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了8 m1 p" q& ?" i, o+ n

! }2 Q: V' S$ Y. b! S& O- d1 U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
) v5 g, d! S# W4 Y; o8 \5 Z5 V1 w; `1 c$ u# |
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。
5 r0 p8 d' t% [1 |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+ f2 k$ B. ?) h
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1% r2 y% o0 e% f# O) g
一句话:丰俭由人
) p5 }+ K  ]- Y% t( b# B
4 q1 o$ n9 h3 V( {' Y/ Y. {# T, w0 j5 a
8 [" n; |! {& ]4 n- K0 `: a

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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
    23 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 # ?) z) `/ b4 s* N' @. C, Q

    $ D& y, I# _! q2 j0 o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
    23 小时前
  • 签到天数: 3370 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

    . d' B0 p% V- a4 l' w: C' i1 c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。: z5 M- K7 Y; a% `0 D
    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, @- C0 M: o- Q' r
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    2 z9 s; r1 {; T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+ R) V; d, q& r6 f* B9 J
    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。! a; P2 _1 m( G' y/ ]/ h9 P; y/ S
    我干活的时候就是一边拆一 ...

    ( ^3 U6 p7 V* ~2 C0 R, H* o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: i( i# u9 q8 C5 S" `2 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。
    , x; Y) ]" z0 ^5 Y# E
    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。7 V7 |1 C) W* ]# R% _
    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
    23 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
    " O( K0 ]% Z( F0 z哈哈,经常发生
    6 W2 {2 Z/ E$ c4 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
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    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!! h( K4 `$ T3 c0 `
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!  S9 M, b3 g; K( [5 b. G
    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
  • 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
    ; v4 m% \9 T, N0 @% C. r2 z/ P那些动图太赞了,生动易懂!4 M* C: a4 s- @, ^( Q8 B. v
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!1 W/ o1 D& ?  W9 d, n1 Z
    不过也不能怪修车 ...

    ! w# [# V. k3 h; P打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧& c& Z: a, x# X
    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
    , m3 }4 U2 H/ D, o9 t4 T' u打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    3 k0 Q9 C4 P: t" `; }; b) n不就是个盖子吗?

    8 p8 x4 `! W4 e1 y$ 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。
    8 Q9 a! z; C$ s  `. `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。
    / d9 [& ?9 c1 X" c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
    23 小时前
  • 签到天数: 3370 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 ^: J0 v$ d9 H7 U天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    9 H0 G, q$ E+ ~9 ~+ s
    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' M3 Z" s) P- n* a
    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。! O! C9 k1 n% X: L! J6 N6 Z
    现在都封 ...

      I. G0 x. J2 |  P/ H& r* D* h( \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
    3 小时前
  • 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 07:204 c  I( J, K- @% l9 I: E# }
    是说DIY一些简单的事

    : Z2 w% A# v5 H0 k; p" b" B2 ]; @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, A" H3 D, I) M7 g
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧" Q( c% x- g. V& @4 F& {% s) l
    不就是个盖子吗?
    0 o6 v* f( H7 _0 s4 X9 }7 l5 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 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。0 F* q8 O* e! j2 j% A/ 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 08:012 g- L) H( J3 h4 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 ...

    6 j: y5 h( O5 T4 @' D) N* C6 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。8 V8 T/ k( X: K/ r$ e. z' ]( T
    4 _+ D, S5 X& A( V0 ]
    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% u& q1 _8 _( e  b' s2 M% 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, ...
    ) ]8 ^1 p3 t8 r. P' D+ @
    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
    % ]3 m  ~- S) |2 L是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    8 q  G! j8 J* K! r
    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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    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
    + A3 n% D: J* M1 f现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    , x3 L' f. s) w% Q7 \8 V现代的汽车?
    0 g5 k$ D# b' E8 o! \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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