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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 # ^. d$ ]9 P! y/ L  M  j

+ x7 z; j$ d3 p4 N4 H' v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。& w$ r; f- {- p! o$ M) T6 P1 ]

3 x- K" `5 x+ g& p. e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。" f+ M* F9 |9 ^  W. d8 I9 l  ^

# k  G) V9 ^- t* Y) L0 z5 S! h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)。
- b0 C2 L+ r& ?  p
0 D% Z8 ]9 `1 N$ z) B3 Z! W8 U6 L* h2 ^' a! W
4 n6 p" ]9 x7 R! ]) w. R
          实物图,不含行星架( p8 T4 e0 F; A5 U) ]% u2 U# @

4 Z1 m0 }$ s8 @6 P2 b! Z
0 z  z7 R, {1 f$ I          实物图,另外一个角度
/ }7 V0 N. `% V0 k  U! a* R  g
& p- `7 W6 e9 w4 f. b3 P/ n$ F5 G4 i: O: z  V
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。( d2 }* b1 H, ]+ L. a8 G

4 |- @6 g2 h9 Y- h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。$ @7 t! W. A3 r/ [: A
3 ~( g$ l, ~0 w3 ~

) [6 h: c9 h  o$ w1 I: _
8 _$ }3 n* u9 c& p( i1 I2 r第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。* R; }. v: e. Q7 o$ O+ H% p" L" w

# j' O2 X7 Q( K- K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。+ w& I2 r, N2 g  H5 w( q* Z1 u
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。$ F" d" ]  E' s! n! k, F2 `
9 P+ z0 _0 y5 h8 h9 w, K3 C

0 }. u9 ?  `7 x' j! d, B5 p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:5 m/ k) x/ f$ O% [& O
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。) C2 S& @7 b& `. `) r5 j5 G0 y
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。9 U$ Y9 H, I; R% m
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。+ s6 Q0 @9 I7 `4 l8 u5 n  r6 }
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。( \: I+ A# |" s* m( t' P) k
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。  L* o& K# \; x% ]( b

/ P  h8 ~, J( [2 b. [/ l# M7 u$ s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。
8 u2 X+ U6 c0 _6 z3 a& x, s
( C$ l2 F7 r- o! M  u' \4 }) q  J* G6 k9 N1 o* S5 ?2 u
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了- N% w. K8 |) H6 U8 M& ^

2 Y2 I7 M4 K* z+ N' q9 `) ]' B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
+ N+ e% j; r3 t  J& `0 w6 w9 K0 q
/ Q; C+ `7 @  P* z) t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。
# g6 x$ m9 ^* W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- L) z3 v3 T5 O+ q& R
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
) x* N+ ]. I8 ?/ N- z3 H% W- j一句话:丰俭由人
& b- |( m8 z; S* `4 F$ m- b9 v1 n+ ]" ]4 b3 B( l
  e' x1 c/ }0 H; v7 V  a: H

- W. N: D6 p. t2 s. B) c

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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
    昨天 00:59
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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
    8 F4 k2 Y2 Z( p+ @0 s" }$ S; a6 O4 v9 y+ B. D
    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 00:59
  • 签到天数: 3523 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
    * Y! o$ k3 |) x0 g
    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。
    5 ]/ s, n! K$ T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
    ( P. P" |2 j. E& u( S跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    " E9 U' T6 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
    / o3 L( ~9 B4 a4 U' n9 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。- Y4 c5 l  I/ Z% t  J2 f
    我干活的时候就是一边拆一 ...
    5 f/ s  ?# X. W9 `
    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 00:328 I5 N2 @0 Z( _" g. r8 r) ~  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。
    * M" M( {$ @- l$ J# o
    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 x9 _5 W" q. b2 q  k7 ?  [
    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
    22 小时前
  • 签到天数: 3276 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
    5 n  o1 {3 Q6 \: A: M& k# }哈哈,经常发生
    , o" ~* Z4 C% ]& p- f; W
    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!0 F5 G% [" u$ [, P. y
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!3 G2 [6 O$ Z  T$ u- {0 C0 i2 b
    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
    0 Q5 _  J3 g2 I% [, Y那些动图太赞了,生动易懂!
    / C. A: A' e+ |9 ^. u* `/ P我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    ' G  z% a3 J$ Z0 A/ L不过也不能怪修车 ...

    1 H6 @$ H& C4 ~打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧5 m* X$ F: @, S8 b% U1 v$ Q
    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
    7 N2 A$ `; i& d$ }% s, _打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧- s$ S! M( p" G& A
    不就是个盖子吗?

    $ B) P7 R; K: f9 z" G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。
    9 }) f( p+ H; u; Y# A# e2 U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。
    # n" {6 y1 T. K9 J3 o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 00:59
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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 02:103 B; Q( `: e7 [) i: G- j' l
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    6 t, j8 Q& ]0 S" c9 U7 S$ W' n2 G
    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
      r9 ]& ^# K1 k+ h3 T7 S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。
    " C2 P% {. Z5 F- J7 j4 ?/ N现在都封 ...

    # w' C: {  _2 Q3 {( d* \: E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& L$ M- `0 ^2 a8 J
    是说DIY一些简单的事

    . [: S" t7 d. _8 w# P% p4 r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
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    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
    ' c. f2 C  W) S% I打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    4 E% w# l" q$ k6 w不就是个盖子吗?
    9 f6 ^+ ?- t+ N5 [, T3 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。
    : @# S" F/ g8 q/ T+ M, A' e/ _  e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
    0 p- _/ Y  }6 i3 A; T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 ...
    : p7 j9 V; {2 t3 ~# m' ?! f( r
    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。) l1 |' v' m/ l; `: w
    , L, E0 d/ w9 w, B1 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+ Z9 t2 @$ t7 r, V, ]4 J
    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, ...

    ; c. V* Q4 G9 |' y" n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
    $ _& G, T/ z  D: r5 j是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    1 x3 N  h! U1 B+ p+ @+ @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 15:456 d  c6 T0 P# p
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    9 o) y+ p& R3 t. t  p7 T4 t现代的汽车?
    . A6 Z6 }" l) N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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