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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
5 N6 {! A  u& Q1 y0 r0 C  ?  S, V. [6 _; \- e0 ~
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。
0 r, `+ R2 Q9 V3 x! Z
, `& R: Q2 E3 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。/ b  n# T! S4 p
& F5 o5 B- ^; `
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)。7 l/ o! T, C+ h6 m7 E

7 t# I7 s7 x" l
2 L- q$ T7 j8 S5 y1 B% S  ~
: ?5 H3 A$ u- O- f* H          实物图,不含行星架
' P0 I2 D6 V/ K+ K$ b: t
: \5 n; V9 U- K9 s- ^! B% M: D3 [& u/ H. y- a6 D. q- R
          实物图,另外一个角度
1 B: P" |5 F$ H7 b) m7 q0 X8 ^) f+ e9 p" _" W. r- f8 H4 F
8 Q. ~/ V; i0 Q/ \) [5 W8 c
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。
3 v2 Q: L# b, ?8 C5 j. j; w: u% [5 F* P6 d
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。
- r* R* r* t8 Q; y2 a* |! d9 I* C5 ]9 x7 a  Y0 }" B8 {. y
- ?7 L4 G) J9 U2 O# Q/ R. o  C

/ s) w; e& F) @% i) }3 m第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
* v& B! l0 H1 o9 z3 u4 H" J) \. R- Y2 u* a& e9 x* s+ l
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。6 A. P5 D' N% X/ o/ k) P, u9 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。
1 A1 n* c. M! g4 R% U0 a& T( ^3 S( {( h' O8 X! h0 Y

" ^1 F0 p& }% {8 @1 z1 T8 F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:3 t! }7 m8 _5 Q2 p, D5 U* j. V
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。% Y- D$ ^6 t9 t  \* B
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
& \  `+ S* `. `3 v8 w( i, @③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
$ u" j* U$ M# |2 N, `7 j( i④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
2 y! @1 X% l/ ^  q⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。$ I. B) ~' h: ~9 j* T* Q

" V; B9 V+ o, s/ h" \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。
( J2 X! m, I1 x5 ^) g* C+ O' G! B+ J. K' K8 X( {, ?' b  x9 t

/ q$ j+ k* }+ o$ X现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了9 C( ^$ W$ w+ X! k/ N  W/ ?8 U
; B# O) c, B1 b. Q2 _+ u. c
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
' y2 ?, a) x; g6 p& v" }# A3 c! \9 u; m% S7 |" Z, Y0 e& B) Y* A
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。
8 M; Z( O, I: C( |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( Y! E" E( x  w8 k/ i# g7 S
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1- a  u) G. A* U2 B
一句话:丰俭由人2 C# _- p* g( l  r% U2 Y; x: n

6 Z; X) n+ i+ A5 G" T3 w
# {' I5 L5 u$ K
4 k; M" P1 O6 v7 I) g

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
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    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
    ) ?2 n# m+ B! {- D  S2 s, J# y# A% @/ l; ?# g
    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
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  • 签到天数: 3555 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
    / j; G0 w% o$ j6 ?# M' R9 m
    哈哈,经常发生
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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。
    / e9 p! d4 q6 [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
    ( S2 s5 F% a% F2 I跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    - W2 ~- I6 M/ j$ r) a3 n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. V; A4 D" F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。
    ) e/ D% Z+ _( C/ H- s% r! u) L& J- E我干活的时候就是一边拆一 ...

    8 h- c) @8 R0 u! _  ^5 p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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    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
    ( m4 Y5 s! U. A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  ^; j* S0 w' U. T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。% I9 ]* d! Q# H2 r, q) L
    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
    擦汗
    10 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
      i: P) Z# |+ {0 [# d哈哈,经常发生
    6 Y' |7 p; [3 T2 x+ I3 t* z
    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
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    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!
    , Y/ `8 b1 }1 ~我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!+ q" R  {1 u. _" c- }
    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
    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
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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 04:131 A& _( p- \+ U% C9 Z7 f
    那些动图太赞了,生动易懂!
    ) f3 c0 h% i8 q8 U  }: W  s+ j我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    + f" H  A# g' v( t不过也不能怪修车 ...
    ) G* a% A. g; S% @& I% q' \1 N
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧9 a0 Q/ E6 C9 F6 S6 `
    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
    2 ~! L' W, l2 ]( R& _! p6 Y打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    : O  g6 K  o2 ?2 q/ Q, W8 i' s1 P不就是个盖子吗?

    - ?; }/ \, ~. x# r/ `+ K3 M. D1 _* Y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。, ^) h5 \% |& R8 H9 N9 }
    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。
    ) l3 V1 ^- p5 ?+ K6 T0 X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
    2026-9-17 08:02
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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
    0 m3 I% @) z; w2 E0 L$ O4 z' f天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    - f6 V& c9 v* K6 z; k# h
    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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    [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
    0 z/ K4 y- \4 ^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。
    0 w, \7 z. T" X3 N1 J8 D现在都封 ...
    6 }" [2 }# F, P0 {$ ]
    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
    2026-6-27 09:25
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    [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* e! x$ J9 |9 e- D- E" Z' ^9 W! m
    是说DIY一些简单的事

    5 W  @& p9 F' k5 M- W8 i! m9 h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
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    [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 05:496 G# w. J$ @- Z  x  Z
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    . x( k4 L: ?/ d* H: e9 S不就是个盖子吗?

    & I) v( R. |* Q% u. _4 `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。" U) X9 @; {' x: e$ h
    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
    ( b: D4 J0 j1 O2 M# y# U  r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 ...
    ! A1 G8 ]% h; H1 J9 P# e: F
    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。
    1 b* v  [7 h, y9 f' S
    2 a% w2 G$ f% f& f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) D& m, t$ G; z4 f- k4 c8 z
    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, ...
    4 A$ Q3 j5 W* l" l8 p- H
    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
    4 ]! e( S3 H7 k2 o* f2 a/ b是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    ' C+ e- l7 o; Q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 15:455 S; A1 D6 n) C
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    0 f/ b( B3 j! J  M2 S+ A现代的汽车?0 q  r' |8 k5 Z4 b) e+ d
    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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