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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 % g- A3 U- d! U

* l# {0 n; \; O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。
/ h0 D0 s( x7 r4 D) B9 O; M( A4 P
2 b6 t* |4 }/ J4 S5 D& \7 L9 P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。' O3 W+ f& l6 i
6 N7 U: w$ J3 t: S4 g+ y1 q% z' C
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)。: M2 D! E- @- {3 x! g
* _2 J1 o' t# L/ l

8 ?* u8 c( F2 @8 h9 ~9 r' n3 C0 v
0 g5 r# C8 L8 v) W* Q0 t) G1 Q- z          实物图,不含行星架
% Y1 L9 X: \+ e7 s9 j4 O' Q; y6 l* s# n( o+ ^
) w* ]8 v1 F0 \
          实物图,另外一个角度& m6 l9 s; N- E* o4 W4 _
( B3 l: ?  W8 i4 H8 x+ A' f

1 o9 S) _' T* u, }  z( ?3 l8 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。
6 Z  y2 w) V  z' g3 i8 h  y8 A+ h9 `* A$ c7 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。$ D- G( `6 k$ a& V

6 ^. F" l; ?+ M/ [" h
. Y$ U0 J. |4 M
! i1 N$ q/ G+ e' P$ \! A  `. A第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
4 x3 Z& w( l2 t! \, O* s% k3 K9 H$ S! K! x* L- }! J# z: S' M3 A# |
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。
9 A- D0 N. u/ a; ?3 ^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。
' d% A6 u( ~' q' ~+ D, f; C: C0 _: R* \' y" h) ~7 X
3 e2 g4 L- b2 P# l
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:
" ]  S: R8 L% z: A①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。6 L6 z' O- [  ]1 c$ }, ^
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。
  P7 U# x6 A0 i7 U4 L③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。  }/ {2 f) ^7 _- y" e6 B
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
2 l" m$ N4 r7 c+ @9 ]( ^⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。3 {/ N- o( W2 R* i" {

2 R9 l1 f" S7 x) _1 N* r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。
9 H2 n7 u) L& Y* C1 w
% f  ~* g: U2 w1 D4 e8 _5 [6 J! k$ k/ X5 w. I
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了1 h" F9 ]* K% R/ B9 Q9 z
8 H& m7 q! d, 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   L1 T6 B: z5 X' n, X

0 T) `7 y# P* 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。( ~7 j; _. X) }' E
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1 I. A2 m9 R3 M3 L+ D0 ?
如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
* M. x& ~3 d3 h& f4 i8 p一句话:丰俭由人
4 I4 c2 ]3 H$ {' X, I) P; U* _' W6 C9 [; Z
* L! p+ H3 R3 y) v# @* X# p
1 b- K) P1 S- e2 I/ S, G

评分

参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
王不留 + 4
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xzhangz + 2
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    5 小时前
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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 & a1 t$ e! m7 L0 L; O8 t1 q
    # f( _: Q' C% Z" ]8 \# x
    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
    慵懒
    5 小时前
  • 签到天数: 3416 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

    & r- y$ P; v! o9 h0 L9 `哈哈,经常发生
  • TA的每日心情
    奋斗
    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。3 L6 ~& T+ b0 }" o9 g
    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' x3 [+ f3 U6 L
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    + b/ ]- s( ~/ \" k1 ]7 {
    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
    ! i& M) X) L6 w6 Z' t- R; c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。4 E9 v2 c, ^2 G3 E
    我干活的时候就是一边拆一 ...
    1 _3 }" h6 W/ C
    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 z$ V% o6 n# L4 N& n9 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。

    , g3 G9 I6 C0 [$ 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。
    ) b) ^' e' }* [3 d, r& A5 S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
    9 小时前
  • 签到天数: 3178 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  d1 O+ b8 W1 K9 m% Z
    哈哈,经常发生
    # Y: T! K" X& W1 a2 ]
    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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    2016-3-18 07:18
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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!
    9 c: H# E" Y4 l3 ]8 B8 ^我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    0 D4 f2 P7 m7 |" P5 ]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 04:134 [5 I& A5 y& m9 T- ^0 m% S
    那些动图太赞了,生动易懂!
    . _2 d$ t/ o9 d/ I' K- P! L4 A* e) e( a我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!" I+ ]0 G6 K% v! w
    不过也不能怪修车 ...

    8 B: m( r# b. F# g  p/ ?打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ' N( a6 Z& w0 ^, }! G/ L4 a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
    2 S# c+ X3 R0 K- s1 w. g1 L打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    " R3 b% f* G7 r6 o* s, P8 N不就是个盖子吗?

    + _! G0 B( U$ h! I" ~/ 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。
    ) u3 h  I% b" M9 u0 n6 T# |6 c! N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。
    / v$ P  Z+ b0 o" n, Z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
    慵懒
    5 小时前
  • 签到天数: 3416 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 02:106 A; ~1 p( p5 D" ?* N2 b- ]  c
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

    9 z, |; [& _5 y" c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
    % E  \: d6 S" g; _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。
    + H  p# i( X; F9 B现在都封 ...
    . Z& x/ P! Y- i6 m
    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
    5 天前
  • 签到天数: 2245 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& _6 C- R* h7 V' L! z. T# N* A
    是说DIY一些简单的事

    2 o5 P" N2 Z9 l8 J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
    % ^& T/ c6 T) }打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    * ?# B- U. o+ o8 V, U不就是个盖子吗?

    , a6 w0 A! b6 d9 v7 j  f; Q) G5 q1 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 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。/ D3 ~7 {8 j1 i- Z! p. ~# Y) k& x
    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
    - A' R2 D5 J8 _' 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 ...

    * A% U* a) `( v5 S; 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。
    " V7 {: X* F7 l, z
    * P/ c# `+ l+ ~( F/ 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
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    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
    5 C: Z/ b+ ~1 ^: q, V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: ~$ R: ?9 o$ S) X2 i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
    . X% u6 i% k' I+ _& p) J/ f是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    8 p& e( P. [/ w' R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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    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, H( y9 k- u7 ?0 N$ c2 p6 |$ C8 Z
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    , U  B0 y( q/ n% ^8 n/ b
    现代的汽车?
    0 |9 c7 v* [8 h5 \# t0 w( `4 T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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