齒比

兩個相互契合的齒輪齒數之比

兩個相互契合(也可稱為嚙合)的齒輪齒數之比。

簡介


1:10遙控電車和現實世界里的汽車不同之處除了發動機以外,主要就是傳動變速的機制,汽車是按引擎扭力範圍進行換檔(手動或自動)來達到增速(或引擎制動)的效果,但在RC電車的世界,增減速是完全通過電機來直接實現的,故此,適當的傳動比率對一個電機能否發揮最理想表現是很關鍵的設定,也就是車手們常說的齒比。
由於電機的轉速遠較內燃機引擎高(扭力自然也遠不及後者),基本上是不能像汽車般的以1:1或更低(4-5檔或省油檔)的傳動比來驅動車子,故此,RC電車所說的齒比(其實是一個減速比)較汽車的1檔還要高,計算方法是以電機轉速除以車輪轉速所得的商數,換言之,所得齒比(或減速比)數值愈高,車子的極速(基於電機極速受kv值約制)則愈低。但高齒比(減速比)也不是一無是處的,透過增加傳動槓桿中的速度比(Velocity Ratio),車輪可以得到更大的扭力,對增速效率是非常有幫助的。所以,為一台車配上適當的齒比是很重要的。
對於齒比(減速比)的選擇可以有兩條進路,首先是從基礎的物理限制以保護電機安全出發,就是以電機操作溫度作指標。除非廠家特別保證,否則一般無刷電機安全操作溫度是以不要超過80度為限,溫度過高會讓轉子消磁,降低效率甚至令電機失靈。以此為基礎,想找出電機配在車上的齒比極限,可以從大的齒比開始測試,跑完后量度電機的溫度,按步減低齒比(溫度按理會隨齒比減低而上升),直至溫度最接近臨介安全溫度為止,來得出電機搭載該車的齒比極限。基本上,測試是以不用散熱風扇為基礎(測試完當然最好把散熱風扇裝上,畢竟電機是喜歡涼快的環境),在溫度接近臨界溫度時再進一步降低齒比時就要認真小心,因為一旦超越了臨界點就可能把電機報銷,必須慎重考慮。

操作方法


在得出電機搭載車子的可行齒比範圍后,對於不同賽道又應該如何考量呢?一般的原則是以在賽道最長的直路上能用盡全油門作指標,若直路盡頭油門還未全開,那表示齒比太低,動力給浪費了,增加齒比去犧牲一點極速(反正用不到)可換來更佳扭力及加速,對提升圈速可能更有幫助。相反,若在直路初段甚至其他路段已經全油門推進,那就是齒比太高,可考慮減低一點。
更量化的齒比設定可以從對極速的要求開始,比方說在拍得主要對手在直路極速的片斷,按一秒鐘25格(NTSC)或30格(PAL)編輯一下影片,按直路上其中兩點的距離來算出對手極速(例如假設為60公里),再假設採用TA05(傳動比2.25),4000kv電機(約8.5R),7.4V鋰電,70大齒,2.5寸(63.5mm)直徑輪胎,需要達到相同極速所需要的齒比計算如下:
時速60公里,一分鐘需行走一公里,而輪胎運行一周能前進199.5mm(63.5*3.1416),每分鐘跑一公里需運轉5,012.5周次(1,000,000/199.5),而電機每分鐘運轉29,600(4,000x7.4)周次,則所需齒比(減速比)為5.905(29,600/5,012.5),由於車子的傳動比為2.25,故大齒與小齒的比例應為2.62(5.905/2.25),而大齒為70,故應配26或27小齒(70/2.62)以達到接近60公里之極速,也差不多接近8.5R電機的安全臨界齒比。
若上述例子改用3.5R電機(約9000kv),則大概13.2齒比已經能達到相同極速。而3.5R電機一般的臨界齒比可達9.5-10,故此,仍有很大的下調(提升極速)空間,那是使用低turn數電機的優勢,但用得著與否,仍要看賽道需要,不能一概而論。

注意事項


太大的扭力輸出也不一定是好事,無論駕駛習慣及車子設定都要一定的配合,不然,也是會弄巧反絀的。