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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 2 I. X: l8 {" U$ Z

/ ]0 }2 N/ x6 `9 Z9 s- F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。
6 c+ I- Y- S, h7 K, ^' I3 l1 C" f) |5 X  o- ?6 h
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。
2 f1 G; F1 f7 |% P+ y1 G! @( {
* N" ?( r9 m& }+ v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 U' W  N& k+ f2 b" o/ U
' [* O7 v& x! E' b2 w) u
: J* k1 x; R* e! E- ?% q7 n; @. M1 A% S3 b' M' d) @, N6 Q) O
          实物图,不含行星架
* s) A* {& m9 U, K; C, G2 m& v* }4 g- m4 W. u8 ?4 n: f
, H7 V' Q& w" }8 q% _5 T' X: T3 {( ]
          实物图,另外一个角度* g; p6 v  {9 W7 V) V6 E

0 e" |2 L, i3 h& Q; q. h' L
2 V  I& S: Z' s% m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。5 K* L8 c$ ^; Q

$ m* P% I1 X2 V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。4 \* X$ P2 ?2 r" C
- P6 I: ?5 h- y( V) p+ h/ x" m

2 W0 b( d% s0 s* G* u. F% |, i1 Y& N* L1 ]8 E: }
第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
; }  b; M- `! [) [8 z" j1 ~0 }+ U8 T1 g- E' e# f
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。* k& }2 R" e' Z- S
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 C& ?( j4 W( g  }! \

+ e, d% I4 ?# n0 w6 r
. w# ^. l& V& c- Q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:: @% z7 ^5 ]1 _8 `( g( v9 U
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。2 n! X6 |% w+ a$ F
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。% ?1 V5 P4 Y% }  q" y8 Y8 ?
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
# s7 ?) e) _9 ~0 [- I- S④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。) A. q$ g, }; \4 o3 r
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
  f9 O1 W; Z6 p! F- ~& v3 r8 K/ `7 T9 \8 B& _, 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。
$ x8 t4 S, S) F8 t+ M# F) j. ^
0 O" h' h' G0 ?+ J) b
' _3 m6 q2 R! S( f  [7 w4 X5 u- T! \现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
5 S  e, j4 z6 Q" g7 o( ?( c; ?1 v
6 k9 W) b: A3 j. E/ r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
' j# q# E/ b3 z, g- q% z: r
2 g( }4 X: I$ a7 `# N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 K. N+ \; A# Z# m% Y7 G
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  a9 D4 h  ?% W
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#14 S8 a' \% N6 L8 \% C4 y' ]
一句话:丰俭由人8 {: V3 s2 v/ l, Z. n9 _, C
) M5 D6 W& P  g- }( n
5 z( u3 ^; c) r# r$ Z
+ i9 ?6 |( _2 o) t  L  R+ A

评分

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
    - u" Y- ^$ m4 v! H; H$ ?* I, M, ?/ k( m7 Q! u; p2 ^
    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
    1 小时前
  • 签到天数: 2880 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

    ' \2 ~5 f) U: K2 T8 [( o0 q哈哈,经常发生
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    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。
    , l' R& k7 }3 c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% s9 d, k* l) n* V8 n' Y  T7 e
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    4 K0 }4 N/ Y3 T) b" m
    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 00:221 y* r0 O9 |1 {( s8 I: \
    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。
    3 d" @- z6 h  `% l& m我干活的时候就是一边拆一 ...

    1 X- |/ [: k5 Q' X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+ E. b- W  l) f( Z
    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 t, |& B/ ~2 k: B* b) t" E
    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。
    3 f/ B$ k9 c) Z: m* d# D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
    慵懒
    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! }2 i, y. e# n- `
    哈哈,经常发生

    / E, @( b, C& k- J4 [% a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!
    % q* p* c' d' l- d# s我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!0 G: U! [! V; k# k& j5 l+ ?; P
    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
  • 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
    ( T; u  b( S/ v& m; J* m那些动图太赞了,生动易懂!
    5 m' u2 M; z, A) O, n/ U/ o我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!* q/ r$ |; U" _' _+ i5 @
    不过也不能怪修车 ...
    / R. b! k& @+ q8 r# V
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ' O& N, c4 ?# r, E; B% e' S+ l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# A6 d! G* x5 X7 \: X
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧* z: R' `& B4 s3 I  Y: g
    不就是个盖子吗?

    % b, G  o- t+ r9 _& b: k9 x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。3 `* H$ _0 h( c1 y
    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。5 Y* I. M: ~# K+ L' U# D' ~$ N
    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
    1 小时前
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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
    ! V& |6 \7 w1 Y- C$ d天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    + Q/ C, b) z* o& ]
    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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    2023-12-6 00:54
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    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
    ) G( E, M( m0 M. ?+ c! K- t7 }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 _) K- d7 S5 V/ }6 O现在都封 ...

    2 b. R  v' W4 r5 l! G6 a; U# K8 ^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 16:06
  • 签到天数: 1931 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
    3 I7 \5 C7 k7 H7 F是说DIY一些简单的事

    : f# D, S: z. f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
    # G1 G- c2 Y. Z1 {" W: B打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧9 a0 [6 T. D% w9 P& g# h6 }; u2 g
    不就是个盖子吗?

    % F, `: e1 a5 X6 F9 k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。
    ( R3 [: I( l4 F9 R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
    ' M& d; o, d3 D+ H5 j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 d2 w; H0 q+ n: x, i' x
    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。- E, m& B  d+ Z9 [

    % ^  Z+ B6 h. ~- k  r1 Q+ E6 ^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
    & {/ V* B- C5 x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, ...

    $ U( l% `* u/ T4 S3 I) X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 08:553 ~$ g# W9 ?* U: P7 Q6 z
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    - F7 |- P4 a# [
    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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    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
    ; d' j/ E% S3 y" U现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    5 [8 _% {( Q  Q; }: f/ n7 @现代的汽车?$ f5 c/ l* V3 M1 @) _
    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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