四驱车基础知识讲座.doc

校本教材四驱车四驱车基础知识讲座一、 四驱车竞赛主要规则和对车辆要求 迷你四驱车之所以风靡世界，极受各国小朋友喜爱，其主要原因是一定要爱好者自己亲自动手组装和改造才能完成和提高性能，并且还可以进行群体竞赛，共同切磋、增进友谊。要比赛就要有统一的规则，除了统一跑道和裁判外，对车辆本身主要规则如下所有参赛的车辆一定要真正四轮驱动，凡是单纯前轮驱动或后轮驱动都不合格，都不能参赛；车辆电源只能是两节AA型或俗称5号普通锰锌、高能碱性或可充镍镉、氢电池、其总电压不能超过3V；车子（连附件）之总长要小于165mm，宽度要小于105 mm，高度要小于70 mm，行车重量要大于90克，车辆尺寸超过了有可能不能通过标准跑道，而太轻就不公平。各地主办单位还会根据具体情况制订一些特定细分规则。参赛者一定要符合全部规则才能获准参赛。如违犯规则，即使获得好成绩，如被发现也会即时宣布取消，请参赛者千万注意。竞赛方式通常是以基本两轨或三轨跑道逐个进行计时赛，大家都用同一跑道跑完指定圈数（为6小圈10小圈），每人有机会作两次试跑，以最好一次成绩（即时间最少）进行排名。另一种是在计时赛排名后的复、决赛，最好是采用追逐赛，只要选好各人起跑点和排位合理，即将最好成绩前数名分散排位不要放在一组，互相同时起跑追逐，追上者为胜方，既紧张又刺激，又很公平和容易裁判。不论是计时赛还是追逐赛要在比赛中夺取优胜，其主要技术是要使自己车辆跑得快而且稳。要快不难，要快而稳就不易，快而不稳就会飞车出轨吃零分，稳而不快，名次一定很差，同样会被淘汰。所以一定要在稳的前提下尽量争取更快，这才有可能夺冠。这是最重要的战术原则。要做到快而稳，首先要选购车型，奥迪双钻四驱车有多个系列五六十个车型，每款车都有不同名称和外型。但是优秀盘底其实只有数种。分别介绍如下：（一）SUPER-1俗称超一底盘，这是最通用的底盘，竞赛系列，全履盖系列大多款式是采用此种底盘，其特点是重量轻、重心低、结构合理、几乎所有零配件都有可能在此底盘上安装，可作5：1、4：1、3.5：1和2：1齿轮更换，而且有预制10度前侧导轮的下倾角，很容易组装和改造并取得成绩。属于快速型底盘。（二）SUPER-TZ型，这是最新式底盘，主要特点是使用电池低置而使整 车重心比正常低，保证车辆稳定，其次是车头部分特别要加强，不易损坏，不能改装2：1齿轮，属于稳定性。（三）SUPERFM型，俗称超前置马达底盘，也是经改进的最新底盘。其优点似TZ，但最大特点是重心前移，过桥上坡不易跳跃出轨。因为其他零配件是可通用，而且原理性能都是一致，所以只要根据赛事跑道特点选定车辆底盘作基础，再进行有针对性的改造和调校使车子跑得快而且稳，一定要多次反复调校才能争取更好成绩。有了合适底盘如何改造才能又快又稳呢？我们以后逐个分析介绍，请小朋友注意。二、 四驱车电池的选购和充电法四驱车最好玩是放在轨道上竞速，四驱车要行走而且要跑得很快，就一定需要能源电池，尤如汽车需要汽油一样，规则规定。作为四驱车的能源，只能用两节AA型或称5号电池，其总电压不能超过3V，电池只可以选用普通锰锌高能碱性电池或可充镍镉电池、镍氢电池、不能用其它种类电池、要车子跑得快，因为越快越剌激，越快难度越高，有时还要跑得耐久。电池不论采用哪一种电池都希望它的电压要高和电容量（常以mAh来表示，即毫安时）尽量大。但是由于体积、材料、原理、工艺和造价不同，其主要性能，如电压和电容量就不同。普通锰锌电池标称电压为1.5V，价钱也便宜，可是电容量很小，内阻大，输出电流较小，只可以作玩具型四驱车玩一玩，不能用作竞赛四驱车电源。高能减性电池是新一代电池，其标称电压为1.5V，其电容量比普通锰锌大3-7倍，但是由于内阻也较大，当输出大电流，例如3-5安倍电流时，其压降较大，即实际输出的端电压也不高，所以想在比赛中希望获得好成绩也不容易，更主要的缺点是它属一次性电池，即只能用一次，电量用完即要抛弃。其价也不菲。经常使用，其费用也很大，很不合算。故不宜经常使用，只能作应急使用。最值得推荐的四驱车电池是可充镍或镍氢电池，首先是其电容量较大，一般都有600700mAh(毫安时)，这个容量比高能碱性电池大，目前已有1000 mAh，其能源和可输出大电流足以使四驱车高速飞驰和经久耐用，其标称电压虽是1.2V，表面上比上两种稍低，而实际充满时测量常有1.3V多。且因为其内阻极小，大电流输出时其压降较小，其实际电压输出还是比上述两种电池在同样条件下要高，效果很好。这种电池还有一个优点是经济性，就是一次投资购买，可以多次重复使用，在正常充放电条件下，最大的循环寿命可以超过500次，电耗尽了就用充电器给电池充电。交流电是很便宜的。故每次消费很低，只要数分钱。所以说可充镍镉、镍氢电池是迷你四驱车最理想的电池。可充镍镉或镍氢电池本身已有很好的性能，但是还要正确的使用才能保持电池的容量和放电性能。除了特别注意事项，一般电池的外壳都有注明：标准充电电流为60或70mA，要连续充1416小时。快充电流为210 mA，要充57小时。这是最安全最有效的充电电流和时间。只要时间允许最好用此方法。但是玩四驱车小朋友都是急着充好来玩四驱车，故也可加大电流来缩短充电时间，比如用到700-1000 mA来充，一小时左右就可充好，时间虽短，也确能应急玩一阵子，但是因电流太大，时间太短，电池内部化学反应还没彻底还原，故充电效果不太好。所以比赛前夕一定要用标准充电电流来充电，充电充满的标志是用手摸稍感微热，用电压表测量每节端电压为1.451.55V，用快速充电法时一定要防止过充过热以致烫手甚至爆炸，这是小朋友千万要注意的。三、 电动机、减速齿轮和轮子的关系 微机电动机是四驱车的心脏，电池为电动机提供转动的能源。经过减速齿轮变速，驱动四个轮子而使车辆跑动。用于四驱车的电动机（俗称马达）属型130型，工业标准已经给它的外形、尺寸和主要结构都已作了严格规定，不能随便改动。但是它的转子绕组，换向器和电刷可适当改变，因而出现高、中、低转速和大、中、小转矩性能不同的电动机，一般四驱车原装盒件配给的电动机都是玩具式的，转速很低3V电压时也只有15000转/分左右，但是扭力矩较大，耗电较少，没有经过改造的玩具四驱车速度很低，原因就在于此，奥迪四驱车随盒赠送的黑色电动机是可以用来比赛的电动机，其空载转速有35000转/分，属于中等转速，大力矩型，奥迪另有单独 出售的银超霸、金超霸、捷豹、美洲豹。这些都是精心设计的好电动机，在各级比赛中已屡建功勋。其转速依次出35000-60000转/分逐级升高。爱好者一定要记住，电动机转速越低，其转动力矩越大；反之，转速越高其扭力越小。它们都是好电动机，各有各的特点，各有各的用途。爱好者还要记住，市面上有不少电动机标称有八万转/分，甚至十多万转/分。那是假冒货。实际上根本做不到。四个轮子是四驱车行走的部件。其直径约为2235mm。按经验和理论计算，车子要跑得快其轮子的转速约为50008000转/分。电动机和轮子的转速明显不同。所以不能由电动机直接带动轮子，即使用某一特殊方法由电动机直接带动轮子，其力炬也不够，故中间一定要有一套减速齿轮，把电动机转速按要求降低为轮子转速，同时也提高转动力炬，厂家根据理论计算和经验，制造出可以互换，可以组成不同减速比的齿轮。例如：5：1、4.2:1 、4:1、3.5:1和2:1等。如果你的电动机是高速型电动机，例如捷豹、在工厂用3V空载测验出55000转/分，我们在四驱车子是用两节5号电池，其电压一般是24V左右，如果考虑到电动机是带动负载，其转速还要降低，故实际转速还不到40000转/分，我们选用4：1减速齿轮，那么轮子的转速就只有8000转。一般四驱车的轮子如果有8000转/分，那车子速度已经跑得很快了，如果还不够，就改用美洲豹。如果用了美洲豹还不能提高车速，说明力矩不够，如果电压电流足够就要改用4.2:1或5:1。或者采用金、银超霸配合3.5:1或2.6:1同样可以达到快速的目的。因为每个地区每场比赛，其跑道都有可能不同，有多直道，有多弯道，还有上坡下坡。根据特点应考虑重转速型还是重扭力矩型。转速型跑直道快，但转弯和上坡不快；重扭矩型跑弯道快，上坡也快，但直道却不够快。这要根据情况选定，改造自己的车子，争取好成绩。四、轮毂和轮胎的性能及选择四驱车的轮子是由轮毂和轮胎组成，轮子的直径与车辆的速度及稳定性有直接关系。假如轮速相同，轮子直径较大的，车速就较大；轮子直径较小的，车速就较小。但是轮子直径大，底盘离地面高度就较大，即重心变高。重心高的车子在转弯时容易翻车出轨。所以对追求速度来说应选大直径轮子，希望车子稳定则选小直径为好。故此大径轮适用于多直道，如闪电飞龙跑道，小径轮则适用于多转弯和爬坡跑道。选用大直径轮子是有条件的，因为驱动大直径轮子一定要更大的扭力矩，故其齿轮比不能过小，而要选大些齿比，如5：1，4.2:1等，小直径轮子要转快些，故其齿轮比又要小些，如4：1，3.5:1，这是因为大小直径轮所需扭力矩不同（指同一电动机而言）。轮毂和轮胎的宽度对行车速度及稳定性也有矩响。宽幅轮与地面接触面大，故轮毂和轮胎的抓地力较大，行车较快而且直行较稳定。高速行驶的一级方程式赛车的轮幅很宽就是这个道理。但是窄幅轮转弯非常灵活，适合多弯跑道，各有特点，要有针对性选用。轮胎有黑色轮胎和海镍胎两大类之分，软胶胎抓地力较强，有利于高速，但是重量较重，起动加速困难，不宜用于多弯跑道。海绵胎质轻柔软，吸震性十分良好，起动加速性能优越，还有一种是由多个小径胶圈组成的胶圈仔胎，重量轻，但抓地力强，特别是质地较软的，其效果非常好。绝大部分轮毂是坚固于车轴的两端，即是两边轮子和车轴一同转动。这种转法用来跑直道效果很好。但是跑弯道就有问题了。因为是同轴一起转，故出现轴或一边轮子打滑现象而增加磨擦，影响行车速度。真正汽车有一个具有特殊功能的差速器，不论车子转弯半径大小，此差速度均能使两边轮子用不同轮速转动。行驶顺畅而不浪费功率。四驱车厂家依照汽车差速器之原理，尽量简化结构做成差速轮毂。装有差速轮毂的四驱车子不论在直道或多弯跑道上行驶都能表现出很高的灵活性，使转弯顺畅，不降低车速。差速轮毂也有大小直径之分，组装差速轮毂时千万不能在其内部小齿上加上任何滑油，或左右颠倒，否则车子只能空转，不会前进。 近年除了传统的塑胶轮毂外，厂家还生产出铝合金轮毂。因其外观美观、质轻、坚固、和车轴可作紧密配合，很受欢迎。塑胶轮毂大部分与轴连接不坚固，常常在比赛中因此失分，铝合金轮则无后顾之优，应是发展方向。海锦胎与地面附若力本来就不大，加之沾上跑道上油污，更减少磨擦力。常出现打滑而影响车速，最好用旧电池开动四驱车，用砂纸轻靡胎面，使之除去油污和修轮胎面，此法可提高车速。五、侧导轮及龙头凤尾四驱车是要放在塑胶跑道上竞跑才好玩。跑道都是闭合循环的，有很多弯道。四驱车不论是跑直道还是跑弯道。特别是跑弯道。其四个轮子一定会有两只碰到跑道壁，出于轮子与跑道壁磨擦，严重地减慢车速。为了减少车辆与跑道壁之间磨擦，有利于提高车速，在车子前后左右都要装上一只平放的小滑轮，这就是侧导轮。前面两面装在一片金属或玻璃纤维保险杆上，这就是俗称龙头。后两侧导轮装在塑胶或铝合金支架上，这就是俗称凤尾。这套龙头凤尾装上侧导轮后不但能减少前进阻力。有利于提高车速，而且还起保护车头的作用，所以是必不可少的。侧导轮的质量对提高车速很有关系。最简单的是原装塑料导轮，高级一点是专模注塑而减的直径稍大的塑料导轮，而且还有橡胶小圈保护。更高级的是铝合金导轮。质轻、坚固耐用，转动顺畅，磨擦力极小。当然价钱也较高。侧导轮是必不可少的。铝合金导轮必须套上胶圈，否则会损坏跑道壁而被禁止参加比赛。龙头凤尾也有塑胶和铝合金之分，当然是铝合金的性能较好，还有一种龙头是玻璃纤维做成的，质轻坚固，也常被采用。龙头有多种。初时只有单片式，其功能只是安装导轮和保护车头，稍后又出现会自动改变导轮倾角的塑料龙头和铝合金龙头。理论上分析，这是很先进的，即直行时，导轮倾角放平，阻力最小，有利高速前进，转弯时受压侧导轮自动向后倾斜，呈较大倾角，转动时能压低车头，防止翻车。凤尾也有多种款式和功能，除了装置侧导轮外还可以装置侧导轮外还可以装置拖尾胶或轮。这种装置是使车子上坡时能稍微降低车速和防止抬头，减少过桥坡跳车的可能，这种效果要认真调整才有可能出现。现在又有最新弹簧的组合龙头、凤尾，它有左右缓冲的功能，对减少车辆在弯路上左右摆动很有帮助，减少车辆前进时能量的损失。高速转弯时其所产生的离心力是很大的，有数公斤之多，这对于小小的四驱车来说十分巨大，足以使各种支撑元件变形或损坏。所以加强龙头凤尾的刚性和坚固性。最有效的方法是在高位侧导轮上搭装加强片。加强片有横有直，有长有短，将他们联系和定型。保证原来调整的角度不变，这就是所谓大包围，加装横直加强片会使车子重供有所增加，但对增强刚性和强度方面以及防翻车方面都会有很大帮助。六、前侧导轮下倾角的重要性和调整 大部分爱好者在买了套装四驱车后，按说明书所标次序和方法组装，也能使四驱车跑动，如果进一步改造，只要更换高速电动机，其车速会明显提高。但是常常使爱好者头痛的是车速提高后，在转弯时很易飞车出轨，这是什么原因？大家一定很想知道。 主要原因是前侧导轮没有下倾角，甚至装成上倾角所致，前侧导轮一定要装成下倾角，其道理是车子转弯时，具有下倾角的侧导轮能使车头下压，防止翻车。上倾角的前导轮还会引导车子上扬翻车。故应高度重视前倾导轮的下倾角度大小的调整，一般以10度左右为适当，根据跑道和车辆情况可稍为上下调整。四驱车所有底盘的车头两侧都是做成导轮零度安装角的小平头，新的SUPER FM和TZ底盘虽有一点小角度，但也不够。如不加改造肯定都没有倾角，一定会高速翻车。只有SUPER-1（超一型）底盘做成有10度小平台。但是如果不事先另装龙头，而直接在小平台上装，下倾角也很小，甚至没有。这是因为注塑模具的按孔都是垂直的，只有加装龙头并且用 螺丝钉将固定在最前的小孔，10度下倾角才会形成。没有10度小平台的底盘，统统都要用小刀切出10度左右斜角，这是防翻最有效的改造措施。下倾角的大小也不是一成不变，它的变化要根据跑道特性和车速来综合考虑。车速越快下倾越大，过大的下倾角实质是增加下压力，迫使车辆低头减速来防止翻车。如果转弯很多，车速已经不快，此叫反而要略减少倾角，以免车速过低。下倾角的大小和导轮材质也有直接关系，塑料导轮对塑料跑道壁的磨擦力很小，下压作用很小，故不适宜高速车使用。高速车一定要采用铝合金导轮，如有条件最好使用带滚珠轴承的导轮。金属导轮都有橡胶圈。这是用来保护跑道壁的。所以规则规定金属导轮一定要套上胶圈，否则不准参加比赛。因为没有胶圈的导轮其防翻作用更大但是很易划坏跑道，为了增强胶圈防翻作用和保护跑道，最好是新装时用502胶粘死。一部四驱车起码要装四个倾导轮，有时为了增强效果多加一层，故出现8个。除了前面左右导轮要倾角外，其他的都不需要安装任何倾角，平行于地面即好，否则会起反作用。比如后导轮如有下倾角即会下压车尾，抬高车头造成翻车危险。还有一种飞车是很难避免的，那就是过桥，因为过桥时会按扭曲的桥面左右摆一下，故前侧导轮在此已失去作用。唯一办法是选用前置马达底盘即SURER-FM底盘，重心前置或者采用带有拖尾胶的凤尾和刹车胶的配件。这些零配件要校得好才有作用。如仍飞车只能减低速度。七、减轻车速的目的和方法 要想四驱车跑得快，选用优质可充镍镉电池，高速强力电动机，选用匹配齿轮和合适车子，还要有龙头凤尾和侧导轮，最好还要适当调整，这是最基本的方法。但是电池能量有限，电动机功率也很小，再进一步提高车速已很困难了，不如从相反方向去考虑，即减轻车身的重量，减轻电池，电动机的负担来提高车速，也许更加有效。但是四驱车有许多零件是不能或是不易减轻重量的。例如电池，电动机和基本底盘，基本是不能动的，而其他一些零配件的选用和装配则要处处考虑减重量，规则规定了行车总重量不得少于90克，事实上很难做到少于90，因为两节5号电池已经占去40多克，电动机占有18克，底盘和其他必要零配件也有数十克，所以通常一部能行驶完整的四驱车其总重都会超过120克，如果在不影响性能和强度前提下把各种零配件每件都稍为减轻一点，对提高车速也是很有利的，比如把减速齿轮钻几个孔、龙头凤尾，轮毂周边和各种零配件都钻几个孔，采用轻质海锦胎等等。但是最有效最容易达到减轻车身重要的方法是减轻车上盖。四驱车的上盖除了使玩具造型特别美观外，对竞赛用四驱车来说是无益的负担。所以应该拿它首先重点动手术，进行减重开刀。方法和原则是保留前插稍和后锁栓以及主要造型骨架，其他多余的统统用钻孔法大块除去，修整后贴上纱网。这样就能将10多克上盖减轻为5-6克，十分可观。其次选购奥迪专门生产的注塑轻量车上盖，还有一种是吸塑的，最轻，效果很好。最后还可以自制，选用可乐等饮料的空瓶自己设计做成，既可锻炼手工艺也可节约，效果也很好。 减轻车身上盖，不但最直接有助于提高车速，而且还可以降低重心，提高车辆的稳定性。因为所减轻的都是上盖或下层零件，都是在重心之上，上面减轻了，无形中降低了重心。这对防止翻车很有作用。经验证明：凡是好成绩的车辆都一定不同程度地减轻了车身。 八、赛前准备和战略战术的运用 四驱车爱好者如果能按前七部分所述，选购好的车辆和对车辆进行必要的、有计针对性的强化改造，其结果必然使你的车辆跑得比原来更快更稳定。但是实际上大家即使采用同一车型和几乎相同的改造和在同一轨道上比赛，其结果也不会完全相同。这是什么原因呢？这是因为改造技术、性能、战前准备和战略战术不一样之故。经过改造的迷你四驱车在练习时或初赛时曾经出现过较好的竞技状态和比赛成绩，但是到复赛或决赛时，成绩又不好或很不好。其原因是多种多样、但是都能找出具体原因。例如属于机械技术通过解剖分析一定能找出来。如果是车子有机械故障，带病参赛，那么以后就要认真对待赛前准备，逐项认真检查，如果不是车子性能，就应考虑战略战术运用是否得当和某些环节准备是否充分。如果四驱车不是因碰撞而严重损坏，一般经过数十次行车也会损坏部分零件而影响性能，常见的有：电池没电或电量不足；或一个新一个旧；或一个有电一个没电；电动机电刷因严重磨损而接触不良