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聊聊汽油模型车几个主要部件——齿轮

14-5-12 13:52| 发布者: admin| 查看: 19117| 评论: 26|原作者: pzh-lhl

齿轮是汽油模型车传动系统中最重要的部件之一，发动机的动力由它逐级变速传递到车轮，从而获得模型车运动的速度。齿轮在传动系统中可以简单的分为主动齿轮和被动齿轮，就汽油模型车而言，主动齿轮就是发动机输出连接离合器罩杯的那个小齿轮，这是动力输出的源头，而与发动机输出端小齿轮啮合的那个大齿轮就是被动齿轮了，依照这个原则以此类推下一级的齿轮。知道了齿轮的关系，下面就有了一个重要的概念传动比或称齿轮比，也就是主动齿轮与被动齿轮之比。比如，HPI-baja的发动机输出主动小齿轮是17齿，被动齿轮大齿轮是57齿，那么这一级的传动比是3.353：1  既：被动齿轮齿数除以主动齿轮齿数（57÷17）。那这表示什么意思呢？这也就是说发动机输出的小齿轮转动了3.353圈，大齿轮才转动1圈，明显看出来大齿轮转动慢，这是一个减速的传动比。在忽略传动效率的前提下可以理解为输出扭矩等于输入扭矩乘以传动比，这样我们可以看出虽然速度慢了，但力量却增大了。从这个例子中我们可以看出，主动小齿轮越大，被动大齿轮转速越高，但力量越小。反之，主动小齿轮越小，被动大齿轮转速越低，但力量越大。这就像我们开的汽车一样，档位越低（传动比越高），车跑的越慢，但力量越大。
  还是就HPI-baja车型来具体说说这个传动比的问题。baja的齿轮侧板是固定尺寸设计，也就是大小齿轮的间距是固定的，这样大小齿轮就有一个相对固定的齿数配比。原车的配置是17:57，升级件16:58,18:56,19:55,20:54等。baja的后齿轮变速箱的传动比官方数据为固定的2.5:1（我计算的是2.4:1，不知哪里算错了，还是官方数据有错误，还望高手指教）。下面我们以官方数据为准计算一下各齿轮配比的总传动比：
  17:57——8.382
  16:58——9.063
  18:56——7.778
  19:55——7.237
  20:54 ——6.75
有了传动比我们就可以计算速度了，以理想条件下发动机极速17000转为最大转速下计算，baja轮胎170mm，周长为0.534m，那么各齿轮比的理论速度为：
  17:57——64.98km/h
  16:58——60.10km/h
  18:56——70.03km/h
  19:55——75.26km/h
  20:54——80.69km/h
这是引用国外玩家计算的MCD不同齿比下的理论速度：发动机17000转，轮胎直径160mm

需要说明的是这个速度是理论值，在实际条件下传动效率和摩擦阻力等因素影响下测得的速度会有有所下降。当然，如果你的发动机实际转速大于17000转时的速度相应也要增加，这个大家可以自己计算出来。从以上数据我们可以看出来，高齿比速度慢，但车有力，低齿比速度快，车力量小。由于汽油模型车原配的齿比一般为固定的，这样一组合适的齿轮选择就很重要了。在发动机不变的情况下，既要保证足够的速度又要有良好的扭力，以确保能顺畅的快速起步。一般情况下厂家的原装标配齿比就是最佳的选择，当然这也是在原厂的推荐或标配发动机下配合的。所以，也可以说齿轮比的选择要根据发动机而定，发动机功率扭矩越大，齿比可以选择低些的，这样发动机可以更好的兼顾速度与扭力，而一般的普通发动机最好采用原厂的标准齿比配置。现在市面上的主流汽油模型车的初级齿轮组，也就是发动机输出小齿轮和被动大齿轮一般都是可以更换的，像HPI-baja车系，FG，MCD（两级四齿），Losi等。而次级齿轮一般不需要更换齿比，比如差速箱部分的齿轮比。

还有一种变速机构：自动多组变速齿轮组，由两组或多组齿轮并排啮合，也就是我们经常听到双速或三速等。这种机构是基于离心力原理设计的（类似于离合器），当发动机达到一定转速的时候，结合器结合另一组齿轮，从而达到改变齿比的目的，这就解决了固定齿比的速度和扭力的矛盾，就其原理而言这种可变速机构是最佳的选择了。但就我目前见过的多速齿轮组的结构设计而言，我个人认为其结合结构设计过于简单，在汽油机强大的动力和汽油车本身负荷下问题会很多，这也就是故障率高的原因了。当然，作为一个汽油模型车的爱好者而言，我希望将来会有更加完善的多速机构推出，造福广大模友！

  汽油模型车的齿轮就其形状而言主要分为：柱状齿轮，伞齿轮。比如汽油模型车发动机小齿轮和大齿轮这类形状的齿轮都是柱状齿轮，差速箱及差速器里面的多为伞齿轮，伞齿轮的目的是为了实在90°角度传动的需要。还有一种伞齿轮就是螺旋伞齿轮和斜齿轮，这样做的目的是为了齿轮间有更大的啮合接触面，能够高效可靠承受更大力量的传递。一般这样的齿轮在汽车上面普遍使用，可喜的是近年来我们的汽油模型车也开始大量使用斜齿和螺旋齿。

  齿轮在工作过程中要承受高转速和大扭力，这样就对齿轮本身提出了很高的要求，既要有硬度来应对摩擦和扭力，还要有韧性来对付冲击力。所以，汽油模型车的每个厂家在解决这个问题时，在齿轮材质和加工工艺略有不同和独到之处。比如，HPI-baja的大齿轮采用塑料材质（我想这不是普通的塑料），小齿轮采用热处理钢质的目的，且无润滑处理。我理解这样的组合是个保险设计，当齿轮收到巨大冲击和强大阻力的时候，以牺牲塑料大齿轮为代价（扫齿），从而达到保护其它传动机构及齿轮的目的。那个塑料大齿轮的背面有四个缓冲胶块，这个设计也是缓冲齿轮瞬间冲击力的，非常周到的设计！而其它车型多采用特殊材质及加工工艺制作齿轮，来解决齿轮的强度和受冲击韧性问题。既然齿轮间有摩擦，那么润滑就是必不可少的了，在汽油模型车的传动机构中，封闭空间内的齿轮组一般采用油脂润滑油，相对裸露的齿轮组采用液体润滑油，当然，具体采用什么润滑油最好采用厂家的建议，因为只有他们最清楚齿轮材质和特性，给出的润滑方案也是最准确的哈。

以上观点不免有想当然的成分，计算公式和方法也是临时恶补，所以观点和数据不一定准确，还望海涵和指正