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BETA車隊

國立台灣大學機械工程學系

指導教授:劉霆

基本資料

基本配置:前二後一。前輪轉向,後輪驅動。

車重:54 kg

材料:鋁合金

引擎:50 c.c. 四衝程,機車引擎。

成績:194 km/l

作者:王良耘

在指導老師的建議之下,我們分為兩組:車身組,工作範圍包括車身結構、轉向系統與外殼的設計、製作與調整。動力組,負責引擎維護、調校、電系,以及動力傳遞。

我們的起點是學長參加第二屆比賽時所製作的車子,這輛小車當年榮獲油耗第六名(120 km/l)。指導老師為我們定下的目標是:強度不變下,車身重量減少十公斤,油耗則改進20%。我們的指導原則是設計簡單。因為老師不斷強調:「簡單才能省油」我們的設計中,無論車身、轉向、外殼與傳動,都非常簡潔,不但可以減輕重量,也降低了發生故障的可能。結果我們的車身不但較輕,強度也大幅增加,油耗則降低了60%。

引擎方面,由國內知名機車廠提供50 c.c. 四衝程的機車引擎。我們經過半年左右的調校,累積了大量的測試資料,並嘗試稍微修改化油器,將加速油路去除。由於引擎測試資料顯示:轉速越低,油耗也越低。在引擎扭力足以負荷的情況下,我們盡量降低減速比與怠速轉速。又在測試了每次發動引擎,再加速至工作區域所需油量之後,決定了在某些路段熄火滑行的行駛策略。在排氣管方面,測試過幾種排氣管之後,我們還是決定使用原廠排氣管。但是因為車身阻隔,組裝時將排氣管扭轉至朝前,試驗結果並不影響效率,但是我們仍然安裝了護罩,使排氣轉而向地面排出。

傳動系統使用鍊條將扭力由引擎傳遞到後輪,並在後輪安裝了只能單向傳遞動力的棘輪,以避免引擎轉速較低時,發生引擎煞車的現象。車身上並裝有可以調整鍊條張力的惰輪,以避免鍊條過於鬆弛。

三個輪子均使用自行車使用的鋁合金輪圈,直徑約27 in. 在軸承方面,我們仔細調整軸承間隙,並試驗不同潤滑狀態下的運轉情形,以盡可能降低因為軸承所引起的阻力。輪軸因為負擔車重與衝擊,一般自行車軸已不符所需,我們使用SCM-440合金鋼,車出螺紋後,再經過熱處理。所有受力部份的螺栓亦使用高拉力型。

前車身結構基本上沿襲學長的設計,但是在強度方面有相當的增加,車身高度亦降低不少。在駕駛員兩側下方由兩根主梁(鋁合金方管)支撐全車重量。加上前臂之後,俯瞰像是雙十。後車身因為強度的考量,改採自行車的後車架(鋁合金圓管),與兩根鋁合金圓管焊接補強而成。車身結構所有的接點一改學長的螺栓接合,全部使用焊接,因為焊接較輕,也較堅固。

轉向系統使用四連桿,在適度調整後,轉向相當準確,也不會有滑走的現象。在老師指導下調整了前輪的外傾角與前豎角,獲得良好的直行性能,對於順利的滑行相當重要。

經過與系上多位老師請教,都認為在時速二十公里時,風阻的因素可以忽略。所以我們並沒有打算製作完整的全包覆式車殼。在時間與金錢雙重限制下,也不容許我們使用玻璃纖維製作精美的車殼。我們利用鐵絲製作外型之後,包覆塑膠布,希望減少車身不平整處的影響。

在這次長達八個月的製作過程中,我們學習到許多機械設計與製作的經驗,對於我們的每一位隊員,相信都是非常大的收穫。在此特別感謝我們的指導老師:劉霆教授,以及實習工廠的師傅們,還有系上幾位熱情出借實驗器材給我們的老師,都是這次比賽奪冠不可或缺的力量。更感謝SAE的黃理事長、蘇小姐與所有工作人員,辛苦舉辦這這次比賽,並且給予我們很大的幫助。