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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 & [- L! B7 i& c7 J
7 e, ?9 ?$ T. B8 \) Q, T) p- }0 p
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。
/ H! `9 ]: T1 L/ P8 b2 L( o8 e. q1 s: P( C5 x( 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。6 _& i4 j3 |( h* U
$ r8 ~& S4 D& h$ {7 p
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)。
' K7 n* J' v3 j$ L
% z- r: }: J! S; b( n$ G( U$ z0 Z) d" `# |1 \1 j" L
& S! z6 h" S; j: j
          实物图,不含行星架
! p, g( E& N0 B9 _7 N3 R; B
# p3 ~; U& H8 S$ v8 H, Y& l; k! }' w& E5 k$ L/ Y; T, s% ]4 N. E
          实物图,另外一个角度
; |( [1 Q! Y+ G3 ^: E# a$ B
7 R3 v# `3 {2 s3 ]1 ?6 ]5 R0 Q# V8 s1 F4 g
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。
$ u8 e  I& t: S3 Z# ]2 _7 z( }# C* _+ U  A% v; C
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。
& G$ p3 g% q( r2 _: q0 \6 n7 U+ M6 n8 v8 v, M! K9 i9 [- R
" N- V8 j+ g2 A+ E( l

' `( U. v: H  l3 |8 B第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。% b8 O# Y7 ?& @* w
' `" Y/ Q7 ]: x$ _
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。- ^3 w, U, e9 z) H
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。# k) r- c1 Q8 O; C0 u/ f

8 q- {( Y# f/ z9 w& y5 a& H: c
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:
; P3 Q% B' j3 q5 o- |7 W* }①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。& k  C8 f% e# N! N
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。  O+ R4 _2 V" O- V! K7 b
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。- Y' v6 W; C7 L1 [. J: @9 @
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。* w' m% k+ q( p% h
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
+ g3 O, R; G  X! k; P. O+ ]
7 M# u% E) p% d& M5 p3 @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。1 A! d9 q* X! q- d1 H

" K$ y0 K& W, v5 B( N
2 S8 K5 U& F7 E& F! A' j现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
# g4 G# v2 t  ^# j* F
3 s( p+ A) a6 P, u" W; H& 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
- x$ S: y4 W" d9 z& k# v  J, i' K0 L& |0 O
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。1 S1 _. h5 \2 R5 K) |4 J# \
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
( k9 B0 i8 E2 ^& `2 R如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#16 ]# m- D( }/ U, x7 `
一句话:丰俭由人
' n+ a8 l+ [* g
! `/ {* z  [  s; [- q) [/ ~. m" r) {! n/ z3 o* o2 W0 ~( H

/ U/ {& ^; G! ^' r' q" v' ~/ {

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参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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    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 6 C  l! t7 m/ e* m; A" `& Y! ?

    . w2 Q4 R2 \$ ~3 T5 f- m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
    奋斗
    4 天前
  • 签到天数: 3556 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! K# }7 I9 U) Z9 E哈哈,经常发生
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    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。+ f$ L$ Z% u+ s* Y5 }% Z
    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 23:498 P  R8 s8 `( k; N
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    4 v9 I* H) \* i# c6 |# j' k3 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. l4 u* g; j, t" L) I9 g
    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。8 `: Z6 _; d* V6 U6 O
    我干活的时候就是一边拆一 ...
    * F  H% q" H2 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。
  • 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
    3 t# E2 ]( R: h/ |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 j; v% A" g! ], {) H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。; H8 k0 R+ Y& Z. l6 E' u/ 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
    无聊
    1 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
    . m& e9 T& X( T2 Q+ U8 O哈哈,经常发生

    * W% T/ {6 i; c/ t: R, y4 E# y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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    [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!
    2 Q9 \0 `$ ?6 v. n, H3 @我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    1 c6 \- k6 q- Z0 J  M  O- E3 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。

    评分

    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
    , ?) ~- k; k, l$ `4 z7 [. g那些动图太赞了,生动易懂!: a1 a( t: f$ U( |) d
    我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!$ v7 A8 D; S7 R" v$ j2 A+ y
    不过也不能怪修车 ...

    ; Q5 C) }6 \( j& i1 A& V打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    0 q3 y0 e2 G9 R2 H9 [9 w# i" L( u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
    : E) t" k; c$ j- s% ?; T$ n5 N- {! @打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧& S( R/ N9 p& v3 y! E. a+ W
    不就是个盖子吗?
    0 F. f3 w4 P2 _% R& _' o
    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。* J% V+ }2 T9 _* P) V: l$ ~0 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。. K6 }  m: |+ ~5 A
    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
    奋斗
    4 天前
  • 签到天数: 3556 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 02:100 F0 N$ E, `$ H8 E- v
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    & _) N. ?( `5 F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# T: S3 a% ?; W
    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。- W  t" M3 A$ B$ V: m" K+ _1 `
    现在都封 ...
    ( \: j8 f, D0 G" L1 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
    2026-6-27 09:25
  • 签到天数: 2303 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 07:203 q3 G0 G$ m8 i. S! b# }7 C! c
    是说DIY一些简单的事
    5 d/ n) J2 ~8 f3 v. X( U( U7 b
    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
    , b1 H: ]) r9 \6 c( X) ?& a打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧- x: h1 c9 J) W+ u: u/ \4 p
    不就是个盖子吗?

    ' b; H! H/ g/ D0 T. X& a/ l& S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。
    : J0 \( q* S% H2 e, D, j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
    ) R3 r0 u5 b. {* a4 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 ...
    9 B6 c: b/ [: 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。
    & J: J$ \7 v3 x; M6 ]! ~
    6 n0 o" I8 s) y3 d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$ s- M; |- b4 [) J% C( I( \
    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, ...

    ; K0 N+ H( S5 u. g- r2 z3 k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
    7 A) L1 Q/ [6 Q) j8 E是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    # \! x: ~" P( X- w. _  d2 F
    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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    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 15:451 p) z$ @7 v5 ]9 e
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    , C# N- N5 r  t! n* l, R0 t& I
    现代的汽车?2 |& ~6 x4 h. S+ O) n. `! c2 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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