五、动力和传动系统 (一)有刷和无刷的区别及选择? ——影响2.2M选择有刷还是无刷的因素有三条:重量、低速线性、拖刹能力。前两者并重,后者可通过减速比相应缓解。至于低速扭力,由于2.2M的重量优势,绝大部分540级别设备都可以满足基本需求。 ——一般来说,我们更多建议选择有刷。易保养、易维护,最重要的是,轻,更轻。 ——以几款主流电调做个比较(电机重量差异不明显)。 1.大小曼巴(mamba)分别重34.01g、111.1g。 2.开山斧(AXE)重78.6g。 3.HH BLE PRO重73.71g 4.1060、1080分别重39g、59g。 5.FXR、BXR分别重18g、11g。 6.HH BR mini重8g。 ——很明显,有刷电调在重量上体现了巨大优势。且不光重量,体积上,相对于2.2M那极小的设备空间来说,也有很大优势。(当然,上述电调重量因有的是厂家数据、有的是玩家测量数据,对于电调线、开关是否统计入内也没有统一,但从大体趋势来说,有刷整体看,轻量化优势和体积优势更明显) ——除此以外,有刷电调因为结构简单、皮实耐操,我们可以做到“更轻”。而对于动辄一千大几百的明星有感无刷及其精密构造,老王实在下不去手糟蹋它们。防水涂层的拆除其实很简单,热风枪200℃加热5秒,掰掉一小块,如此重复。 可以看到,拆壳以后,1080减重达17.4g,如再将输出、输入线更换为16-18AWG线、XT30接头,重量还将进一步下降。 ——线性方面,Tekin系电调优势更加明显。当然,老王没有具体进行测试,拿不出图表依据,纯属2.2M玩家比较一致的感觉。杠精勿扰。 ——拖刹能力方面,AXE和HH系电调有个特点,坡道驻车(主动拖刹),在个别特殊情况下,这是一个重要优势。 来看一组低速线性和拖刹视频。 ——关于防水。出于瘦身、减少虚位等原因,不建议给2.2M全面防水用于冲泥坑、越水潭、入沙滩,2.2M适合的区域仍然是石头、石头、石头。 (二)有刷电机T数如何选择?(不慎介入一个巨大的争议话题) ——目前论坛里对这个话题着实火了一把,老王实在不想介入这个争议,但是,谈到动力,不能不谈。 ——到底高T扭力大、还是低T扭力大?抱歉,如果这个问题只有这一句话,老王回答不了。还是先看几幅图。 ——这是某国产电机同系列不同T数的官方参数表(看,扭力对应的平台是电压相同,另,经询官方,表中扭力是堵转扭力)。 ——这是HH攀爬电机选择建议表(速度对应表) ——这是HH官网对于攀爬电机选择建议的说法。意思是,使用高T电机,以获得更低速度和更长运行时间(耗电低),使用低T电机,以获得更大力量和更快速度。 ——所以,硬要说谁扭力大,不限定条件,根本说不清。 ——实在要回答,准确全面的回答应该是,同品牌、同型号、不同T数的电机中,在同电压前提下,低T扭力大、极速高、耗电高,高T扭力小、极速低、耗电低。这也是最接近玩家实际运用情况下(车架相同、电池相同)的论断。 ——看到这里,很多玩家要问,T数,都说代表绕线匝数。为什么高T反而扭力会小呢? ——根据电磁学原理,电机扭力是磁通与电枢电流、扭力系数的乘积。而绕线匝数和磁通呈正相关。匝数越多,扭力应该越大才对。 ——但是。以540电机为例,转子、定子体积固定的情况下,低T电机因为绕线匝数的减少,是不是会冗余大量空间?厂商不是笨蛋。所以,在低T电机冗余大量空间的前提下,会通过加粗线径、多组线并绕的方式利用冗余空间。这里产生另一个影响因素,即电流。根据电阻公式,电阻与导线长度成正比、与导线横截面积成反比。匝数越多、导线越长,匝数越多、所用导线越细,则电枢电流也相应与绕线匝数成反比。当然,这只是个简单推导。涉及到直流电机的扭力、功率、电压、电流、电阻、转速的公式,非常复杂,不多赘述。但电枢绕线线径、线长,与电机扭矩的关系,也非常明显。 ——这就是对同平台不同T数电机扭力大小总是争论不休的原因之一。关于线径,我们对一些不同品牌、不同T数电机的线径进行了测量,差异非常明显。 ——这才是所谓“低T扭力大,高T扭力小”的根本原因——因为低T电机配备了更粗且并绕的线组,而因此产生的电枢电流增大,超过了绕线匝数减少、磁通降低带来减益,反而使扭力的最终乘积值增大。 ——好了。其实说了这么多,回到主题,因为强爬整备质量、减速比、双电机等因素,2.2M对于电机的需求更多还是体现在低速线性和低速扭力上。那么,2.2M该怎么选择T数? 我们还是来看看HH对于RC4WD bully 电机选择的建议: HH CrawlMaster 540属于高级别的手绕540 5槽电机,且13-16T转速大于35t–30t 的TorqueMaster 540 3槽电机系列,它的转速大致为: TorqueMaster 540 3槽电机的转速大致为: ——结合实操,我们建议,一般情况下,以Bully II波箱35:1的减速比为例,电机转速不宜超过28000转,以150mm左右直径轮胎计算,车辆极速不宜超过约23KM/H。 ——在此前提下,T数越高,车辆操控性越高、竞技性越低,T数越低,车辆操控性越低、竞技性越高。 ——另,经测试,5槽(5solt)电机低速线性要远高于3槽(3solt)电机(同最高转速下)。 (三)波箱如何选择? ——由于2.2M波箱是固定在桥上的,所以对选择直接入手成品的玩家,请参见第一弹。 ——如果玩家自制波箱和桥,则需要考虑波箱强度问题。明确的一个结论是,由于2.2M电机与桥上波箱直接传动,缺少传动轴的缓冲作用,且大量时候需要仅靠前桥动力拉动车辆前进或上行,所以对波箱齿轮的强度要求要高于传统轴车。 ——一般来说,电机齿和第一减速齿推荐钢制齿轮,其它减速齿至少应粉末冶金强度以上,模数以0.6-0.5模为宜。对于其他较弱强度的齿轮,在许多玩家测试下,都不足以支持2.2M的需要。 ——减速比方面,不宜低于Bully II的35:1,在控制波箱体积重量的前提下,越大越好。 ★第五弹★完结。敬请期待★第六弹★舵机和转向系统…… |
抱歉相隔这么长时间更新第六弹,一方面因为工作原因,另一方面,舵机和转向系统,实在是2.2M极为重要的部分,且涉及大量的理论与实践。本章文字性表述相对较多,阅读不便敬请谅解。 六、舵机和转向系统 (一)舵机如何选择? ——舵机的运用,是2.2M在实际攀爬中,与轴传动攀爬车区别最大之处。我们来看一段视频。 ——从上面视频可以看到,这辆2.2M在单轮挂壁、三轮踩空的情况下,通过舵机扭转左前轮,使车辆重心改变、跃上悬崖。 ——在2.2M的竞赛和常规攀爬场景中,有大量此类地形,需要在单轮挂壁情况下,依靠舵机扭力使该轮回正或侧向,进而使车辆跃上障碍。 ——由此可知,2.2M相比轴传动攀爬车,需要更加大力的舵机。 ——因为舵机扭力是通过舵机臂、传动杆、限位杆、转向杯舵机耳、轮半径等多级杠杆结构,对两个前轮着地点传输扭力,舵机实际传输到轮胎上的扭力将急剧下降。因此,常规20-30kg级的舵机难以适应2.2M的硬性需要。 简单测算,假设某攀爬车舵机扭力42kg(标称扭力均为10mm孔距舵机臂扭力),舵机臂和转向拉耳两端孔距相等均为25mm(二者力矩抵消),单侧轮承重压缩后胎皮触地点距轴心70mm(即压缩半径70mm),则舵机实际作用到前轮上的扭力为42kg*7=6kg,即该舵机对该车辆可作用实际扭力约为6kg。 ——鉴于舵机在满扭力状态下电路、马达负荷较大,且耗电呈上升曲线,连续多次满舵扭力也将持续下降的原因,我们建议舵机标称扭力换算后的实际作用扭力至少应达到车辆整备质量的3倍左右。 ——鉴于舵机臂联动转向杯的角度受舵机臂与转向拉耳的长度比影响,所以为了保证充分的扭舵空间,并不减小舵机臂与转向拉耳的力矩比进而减小实际扭力,通常会让舵机臂与转向拉耳孔距一致,则要达到60°以上转向角度,我们建议舵机左右最大转向角度不小于60°(转向和不小于120°)。 ——以国内品牌舵机测算扭力方法为准,我们通常建议至少使用40KG以上级标准舵机(40/38/20大小,考虑虚标),尺寸不变前提下,舵机扭力越大越好。响应速度和角速度优先级可适当靠后。 ——需要注意的是,标称扭力通常是该舵机在最大支持电压下的强度。而大扭力舵机,通常都为高压舵机,8.4V/2S高压舵机已经较为常见,12.6V/3S也开始逐渐普及。 ——目前市面上大部分接收机供电还是6V,部分可达7.4V,且需电调也同时支持7.4V。支持8.4V或更高电压的电调、接收机极为少见。 ——鉴于此,针对高压舵机,不建议通过接收机直连。可采用2S电池-2S舵机,3S电池-3S舵机直连,将舵机正负极与电调输入端正负极直接连接,然后Y线负极和信号极与接收机连接的方式,来发挥高压舵机最大性能。 ——对于使用2S舵机、3S电池的玩家,也可采用外接BEC供电的方式来发挥舵机最大性能。 ——特别注意,3S舵机可与2S电池直连,但不能发挥最大性能;2S舵机绝对禁止与3S电池直连,否则一定会烧毁。 (二)转向拉杆的设置与材料选择? ——转向拉杆需要承受大扭力舵机及车身自重的相互作用,所以要求强度韧性兼顾。 ——鉴于铝合金材料韧性差强人意,不锈钢重量喜人,尼龙韧性太高,碳纤维无法个性化弯折,所以,转向拉杆建议5mm/4mm钛合金+traxxas球头。这是长期测试下来最为理想的方案。其中,直拉杆可使用4mm直径,需要折弯的拉杆应用5mm以确保强度。 ——关于转向拉杆的设置,根据不同前桥设置、波箱位置、舵机位置、悬挂拉杆和避震孔位等因素,或许需要玩家自行进行个性化弯折,以保证达到设计最大转向角。 ——通常设置最大舵量下胎皮内缘与避震筒身或悬挂拉杆干涉前5mm左右位置(在行驶过程中某些情况下,轮胎在达到最大转向角后,因为材料韧性的存在,轮胎转向会超过最大转向角,进而与避震筒身或悬挂拉杆产生干涉。如不预留一定量,这种干涉会更容易出现,进而对传动系统产生更大压力) (三)如何打造大转向CVD? ——通常对转向角度最早产生限制的部位,在前桥半轴万向节上。 ——鉴于目前大部分量产万向节最大工作角度均在45°-50°左右,强烈建议玩家自行进行改造。 ——以下是十字轴万向节和CVD万向节。 ——鉴于二者的结构原理,可改造空间最大的仍然是十字节万向轴。 ——利用一些自制工件拆除CVD的固定销。 ——对两个十字构件进行打磨。总体原则是“哪里干涉,打磨哪里”。 ——恢复固定。 ——有条件的玩家,还应对打磨后的万向节进行涂层或防锈处理。 ——通过以上方法,我们可以打造出转向角度超过65°的十字轴万向节。 ——当然,需要注意的是,打磨后的十字轴万向节强度将有所下降,特别是在十字轴万向节为不等速万向节的前提下,转向角度越大、传动轴转速越大,附加交变载荷越大,万向节承压越大,会进一步凸显这个问题。 ——此外,关于CVD万向节,虽然在模型中也称为CVD,即等速万向传动装置(Constant Velocity Drive),但由于模型等比例缩小后内部空间限制与材料强度限制之间的矛盾,并未采用真车球笼式万向节的内外六滚道和保持架的等速结构,而是异化版的十字轴结构,所以实质上仍然是不等速万向节,只是由于对真车球笼式万向节的像真,才冠以CVD的名称。 关于万向节的更多知识,可参见老王《关于陡坡攀爬状态下轴效应的一些探讨及解决方案》(http://www.rcfans.com/forum.php? ... e=1&authorid=251438) 老索《CVD和万向节》(http://www.rcfans.com/article-8672-1.html)(原贴中关于模型CVD也是等速万向节这一点论断其实是错误的,具体见上文) (四)关于四轮定位? ——对于四轮定位中的几个几何角度,KPC(主销后倾角)、KPI(主销内倾角)、Camber(车轮外倾角)、Toe(车轮束角)、Ackerman(阿克曼角)的详解,请参见 @YST《调车尺使用教程》(http://bbs.rcfans.com/forum.php?mod=viewthread&tid=669614) @forevertoyou《Camber与Toe in & toe out的讲解》(http://www.rcfans.com/forum.php?mod=viewthread&tid=536704&extra=) @NGH《车桥转向系统的那些事》(http://www.rcfans.com/thread-907791-1-1.html)、《主销倾角的正负效应影响》(http://bbs.rcfans.com/thread-999000-1-1.html)、《主销后倾角的调教解析及实践验证》(http://bbs.rcfans.com/thread-1006109-1-1.html) 更详尽的解释,请自行度娘“四轮定位”及相关名称。 ——四轮定位几个主要几何角度中,真正与2.2M密切相关的,是KPC(主销后倾角)、KPI(主销内倾角)、Ackerman(阿克曼角)。 1.主销后倾角如何设置? ——KPC:2.2M需要设置KPC,但目的并不是竞速车中起到的直线回正作用。2.2M通常应设置至少20°以上的Caster,最重要的原因是因为大角度Caster会让2.2M在攀爬直角或锐角障碍的过程中,具备更灵活的挂壁能力。通过实践可以发现,车轮转向趋势朝向车身后下方而非正后方时,使用挂壁技巧会更加简单直接。同时,由于杠杆作用,通过前轮回正抬升车身时的扭力需求也会明显少于0°Caster的状态。 2.主销内倾角如何设置? ——KPI:2.2M需要设置KPI,通常建议参照常规车辆的-8°KPI,其目的也是为了使转向更加灵活。 3.阿克曼角如何设置? ——Ackerman:2.2M需要设置Ackerman,但是应设置反阿克曼角。 零阿克曼角、100%正阿克曼角和100%反阿克曼角的几何结构见下图。 ——出于仿真和转向行驶稳定的需要,在大梁车与管架车上,我们通常会设置正阿克曼角(50%-100%)。 ——但是,在2.2M上,我们会设置轻微的反阿克曼角。 ——原因在于,经过改造的十字节万向轴,可以支持65°甚至更高的工作角度,但是瓶颈又将出现在内侧转向轮胎皮内缘与避震筒身或者悬挂拉杆的干涉上。 ——前文说过,避震筒身的干涉,可以通过内簧避震来予以缓解。但由于前桥整体空间、波箱舵机摆放等因素,避震下孔位距离转向杯的距离尤其极限,故这种缓解仍有其上限。 ——为了进一步加大转向角度,我们需要设置反阿克曼角,通过反阿克曼角,可以让外侧轮的转向角度大于内测轮的转向角度。 ——但是在反阿克曼的设置中,建议两侧转向拉耳拉杆孔到主销中心点的延长线夹角不超过5°。原因是过大的反阿克曼角可能会在内侧轮未达到极限时使外侧轮超过65°,急剧增大万向节压力。 ——这在2.2M的通用场景,例如大转向上坡、悬崖挂壁等运用中,产生较大增益。 4.其他 ——至于四轮定位中的Camber(车轮外倾角)、Toe(车轮束角)等,在车辆模型实际运用中,主要与竞速车的直线稳定性、转向稳定性或者卡车的载荷减益相关,对2.2M的竞技性能不会产生太大影响,其中Camber设置为0即可;前轮Toe可适当设置1°-2°左右外八字(即两侧轮延长线在车辆前方相交,略微缩短转向拉杆即可),这会进一步提高反阿克曼的效果。 ★第六弹★完结。敬请期待★第七弹★遥控系统…… |
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