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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
) J- @0 }8 [0 k+ Z
2 B# d( B1 x9 ^' q0 O' l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。
1 E6 p3 E. t: `* L( i; N( O1 l2 d/ v
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。, g) ~# i  q0 m
9 O# ]$ _, L6 I; n, D
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)。; s. d7 m$ s- m6 q$ p9 Y
3 x9 y0 v1 J( a2 i7 H( k6 V

1 ?  e: y# _" ^. P# V# E- y
0 _5 [# U" k& z6 ^$ F: |) [          实物图,不含行星架9 A9 g7 a8 u, e9 H

. K+ b6 U" d6 g6 \1 w) C* u! Y0 Q) g3 |
          实物图,另外一个角度: S9 \# I  F9 Z' ^6 l7 p# Q

- `* D, Q2 K5 w: h9 u; ]8 R" |( w6 p. F* q. O
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。7 p2 C$ D- e% b# t: U  r1 V1 J

% R2 T5 m9 u0 g8 W+ b% l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。
: A0 y4 J1 b9 ]2 c
7 \  z. m; d6 s4 L! L6 S9 C: X0 X1 T% Y

3 e, i/ R5 h7 _第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。- a" H2 x" v: J. t

& }9 M. d& K: L) P) M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。$ Z$ f2 w6 j: A3 m! g% ]
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。# i8 O* N7 c& s

5 \" v/ \4 y. V  e" ]0 z6 m
0 z' L0 y6 }% Z* N" 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:* \: ]0 @9 k5 G- r2 X
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
9 M. j& b- a  |( S/ q! ?1 a②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。( |" V; `# @: m
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
# L9 u! L5 _5 I* J④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。7 q) v# L) {9 z/ ]. o/ K& m2 V4 o
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。. P+ U/ P  `  ^4 u4 I
' H+ m5 @2 d0 [4 F' t
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。
. s$ K" g) \+ W8 o- O7 L- q$ V! I+ j) N- b

9 L1 H7 u4 a2 h, @+ M  {. ]现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了/ m& M; ?) r0 H, L4 A8 m

5 w' K' S$ ?5 o4 m5 ~. P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
) m# w) k1 f& i
  \! A! `5 N) a( d* ~! u' R6 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。
6 b. E% M3 \, H; b8 f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' B9 }3 N9 |6 x* |8 R/ @+ v/ O3 Y
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
" X' W. C6 X% ^6 R" }' Q. a" M: w一句话:丰俭由人9 z# d8 h# j3 A) ]) ]* v/ U3 ~7 N
1 E" D! K9 ~; w2 u; M6 X2 {
# ^: x. d! |2 Z- {
# \" b( y: t- J6 e0 k- Z

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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
    前天 01:11
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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
    , M0 t* x/ j& P  u
    ) p+ g) [$ b" ~9 R, t$ |! X/ d+ l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
    前天 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

    ( Y7 e* y# w( Z2 Y( X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。. _1 `1 ]$ B1 ?9 b/ G# U' J. ^
    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 23:490 J9 ?/ K  u4 {; @: k) a
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    * ~' Y0 d4 J* L' M2 K- g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* g6 M# R8 R& {5 X& X
    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。
    # N. M2 O7 x. U7 m6 M8 N我干活的时候就是一边拆一 ...

    ; R2 S$ ^- f, c# {$ Y9 d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/ j* W$ \  ^0 }* t- F
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    4 c6 l; J) K- @" j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。# x1 Y1 d5 r8 K7 v# D$ 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
    4 小时前
  • 签到天数: 3062 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) S& P5 C0 }) I. J& ~7 e* Z
    哈哈,经常发生

    1 Q; i1 \& t6 @. I2 j! 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!& e+ c/ _" ~; x/ X* ^# l
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!& O4 k  `0 N0 _+ 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
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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& x, m+ p; M' C' A* I, k
    那些动图太赞了,生动易懂!
    . t, K* }- o% g) b$ _4 b, f我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!6 W$ R& Q" K4 F1 D+ |, r$ m
    不过也不能怪修车 ...
    , r9 j+ X( N: L, M) h0 C; {
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    - {% u3 [+ j0 X# O2 F5 a2 H; j8 z4 }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% A" L1 D7 Z, V6 l( H& }9 [6 z: r
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧% t2 p; r- q, v
    不就是个盖子吗?
    * C9 K  b6 _) k$ i* q1 U
    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。
    # q* d3 y) p5 c( K. w6 N* z+ D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。# E3 I2 h( \! e* l3 d  q4 [
    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
    前天 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* E5 s7 I3 P. a
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    + u- S$ a  P* b5 M. q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( z6 X2 n& r* x3 z' 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。* @1 \; |; {+ ?0 B# H
    现在都封 ...

    / z! Y' t4 s: L- G5 w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 天前
  • 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
    7 y1 x2 f: B, ^6 t( t" ]2 Y; J是说DIY一些简单的事
    7 M" e4 @+ q4 w+ N
    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 05:497 ]# N/ Z- H; }4 A) }* |% p3 V/ ~
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧3 o: j. [% @' ^% {
    不就是个盖子吗?

    " C$ {& `! a# T5 e4 [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。
    # k- D& @; O) s/ n1 s% `( [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- E. }- i8 n0 ?/ m
    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 E& c0 Z  X( i) S# O
    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 k9 ^7 E# [; _) W( O: @/ Y" d' T* l1 G7 v: b2 P+ n
    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
    - B5 P( u. H& q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* h3 m  E9 y+ p3 T) \
    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
    ' u' {7 k% y$ C  G$ K3 s是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    0 a* b* @% M5 ~  l
    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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    19#
    发表于 2017-9-22 11:32:54 | 只看该作者
    太赞了!
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    发表于 2017-9-22 11:50:39 | 只看该作者
    七月群山 发表于 2017-9-21 15:457 X1 S, Q! Z& l2 ^6 A- t
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    , u; k$ [3 s- X; d- y  {
    现代的汽车?: l+ `8 o: a: [( m6 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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