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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 ! g0 p2 H; {; k* c; f/ U. F
* G3 U, @2 ?" L5 ^2 U, U2 }: \" D
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。- @+ Z: Q7 y, U6 Q$ K( ]/ k: {! k2 e
0 N/ I: |. S" 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。! v/ V$ j. d; K; e) ~

" q$ L0 S% E7 N3 C5 ~# e0 d( y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)。
3 P8 T3 j" i4 L/ l, j" U- R: c/ V/ A) v( e& u( Y7 W+ R
8 p% J- v' @# k4 z1 p6 t
) k- f% R# F( h% J; O
          实物图,不含行星架
8 A5 N1 Q5 J7 T; n4 j1 S* n: y% V, \$ o- d( U0 r/ X! R
+ q1 a% O5 H" ~# I# {  r
          实物图,另外一个角度
' e! j% q# ?; d4 d1 W, O
) |" c; H# h; M- y6 ^9 M
2 y6 F1 J% Q4 ]: L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。
' x5 }7 x' d% w* M: P" b+ X% p( M0 f5 J- 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/ E2 v7 F8 K6 _. Q2 z, @& }7 [4 j; J' H) T# S8 S8 Z( a1 h7 K1 P  x
9 G3 K: n, g: W; W$ H  F( }
: O. b( z9 p* {; D  l# B  B% G
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
# K4 C) Z0 J0 a$ y& b; W2 G* G/ K% v+ }: V
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。
: Z0 |6 A( O2 m  _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。
- {% w4 [' L$ x8 q7 W1 f; S$ ^) H( u+ W$ [+ ~
( n( A7 w" K1 O6 E, A. X
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:
; N4 p2 ^/ r% b8 j! n* r6 d①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。/ @4 U$ a5 f& E: S
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。6 X. z+ F0 H1 @- e: v0 f
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。# d8 I* N$ {( a' L: D, p& c0 F' H
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
8 n) g5 q+ i1 C1 h⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。* _  V: y) m7 S/ \- ^; H

: n; |, x( Q6 p6 y& G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。$ k# h/ }$ `# V3 L7 ^

- S% v! l% i  s' g5 E0 [) k  {/ t  d/ {& B6 G3 d
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
" X# M# C% N  u" s' {/ T+ \" q; X/ u, |# G6 D& A2 Y8 u0 E
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 1 X* M5 _4 e8 p2 I7 k: q5 ~: z
1 w! I2 }3 d: i; o  {' \/ E# N& h
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。
" {4 V8 h- L1 Q+ z& D& O& P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: R9 L+ \% ~9 W$ ]  b+ D
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
2 T* I* C" C- e一句话:丰俭由人$ w/ u8 i" K. A* [$ \

% F: k, O% b  s% w+ c8 G7 p+ i2 S+ n3 ^; a  ^
1 ]% C$ B/ c2 x7 u; q2 U2 l

评分

参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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    开心
    昨天 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 + j! ?0 J0 _" a5 F: r

    0 N- i# A2 T1 ?1 ]- A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

    ) N, I$ O% `( P7 v! h: H& A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。
    % F* U1 n% N$ B  L5 o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, g7 H2 W( E  L" S/ [
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    % D- A# r) I+ a! \) l4 O6 `) s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
    + x9 k; I2 n2 D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。- p3 o6 @6 j! f4 e! M" t; o
    我干活的时候就是一边拆一 ...
    % B3 Q  u! @5 A* O6 O: ^( 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 00:329 @8 Z" u3 t) c. K9 J$ n. i
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    1 Y# s; A  O% x$ S- H8 J' Z% v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。% q: q9 ]9 j5 C  N! S' A
    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
    16 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& L7 |+ q: _! S$ Q
    哈哈,经常发生
    * p: A' j0 P& B
    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
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      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!
    : C/ _: m* U3 [我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    + k  ?+ Q, i4 @9 N* ]( }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
    ( R* w% q% g# [$ y那些动图太赞了,生动易懂!
    : Y9 D0 A4 S# \. z5 K: n我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    / x' U8 ?5 s% p  G( s  B1 O不过也不能怪修车 ...

    / }. e5 }% R1 G' \! M; \7 Y/ |, q8 n4 L打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ( @* V  _- `3 [0 [5 J) S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% B! B. P7 ?3 B: j8 A6 f
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧- W/ Y, F% P$ c1 z6 ^) U% c6 N3 w
    不就是个盖子吗?
    " K0 p  ^* K- A' B8 H! b
    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。+ X$ @+ v  ~: i; ~
    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。1 F/ B1 G& M: @4 O# g
    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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    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" K1 k, A* n' v6 |9 H% P, P
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    3 T. k# v+ o. z4 B0 y$ \. t# T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
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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+ h. I& U* t5 l
    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 {8 Y# `* F% P/ D8 H8 R/ S3 Q
    现在都封 ...

    7 @/ x0 g: I0 z6 U! o3 V2 G& p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
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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
    # j4 W: i* T, h$ @) o是说DIY一些简单的事
    # L' x" U7 [. P0 {. H' _7 s
    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 05:49
    9 v3 o% C4 F! ?) u% {0 q* Y+ S" G打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    . l% T# M& A8 \! ~9 S& I3 ^: N& o不就是个盖子吗?

    . R) ]+ G2 F4 {3 n. y% @. ^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。) \* j$ B$ S3 Y( O
    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
    1 R0 d2 N# X6 B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 ...

    4 O( k. a1 P7 ^9 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。
    # y3 p2 w$ f+ e, s. m/ J) E
    ! U- k' `" V' s- H7 H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
    . i" B- {) F, o9 A1 G, ]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, ...

    ! E9 S6 C- }0 }. O* q4 @2 m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
    / s; x/ z$ ?& Z% n, ~5 T2 `是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    ! s) e/ D7 }1 p  K* 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
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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
    / J! O6 @6 R) t. p+ I" v5 J8 J( n* G现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    9 s1 W: Q: |/ g$ {- ]& v8 j; P现代的汽车?
    1 z) V+ r/ E% M# {4 d; X' U2 f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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