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III. 控制系統:

這次的踏板設計最大的限制是空間問題。與FORMOSUN II 的底盤不同,

FORMOSUN III 的箱型結構限制了設計空間,從駕駛的腳到隔板之間大約只有 120mm 的距離,為了將所有機構塞進去,只好捨棄類似 FORMOSUN II 的簡單水平 縱向配置,改為向水平橫向與垂直方向發展。

油門主要是利用簡單的四連桿將踏板位移轉換成直線型可變電阻所需的線性 位移輸入。整個油門的設計概念和FORMOSUN II 相差不大,只是改成垂直配置,

主要的改進是在可變電阻箱的設計上。FORMOSUN II 的可變電阻箱是由多個鋁合 金件裝配而成,但是鋁合金之間的乾摩擦相當嚴重,而缺乏調整機構則使得可變電 阻箱在運作時會因為製造誤差的累積導致運作不順。FORMOSUN III 的可變電阻箱 改用鐵氟龍塑膠製造導軌,可以減少摩擦;裝配時則以鋼珠迫緊調整導軌與滑塊之 間的鬆緊度,即使製造時有誤差,也不會產生餘隙。

軌與滑塊之間的鬆緊度,即使製造時有誤差,也不會產生餘隙。

圖 51、左為 FORMOSUN III 的油門 圖52、FORMOSUN II 的可變電

圖 53、FORMOSUN III 的 可 變 電 阻 箱 剖 面,此設計可改善運 作不順的問題

圖54、FORMOSUN III 的煞車踏板組,L 形的踏板同時驅動總泵(前輪)、煞車線(後輪) 與可變電阻(後輪)

圖55、FORMOSUN III 的煞車踏板組,只剩下總泵尚未安裝

圖56、FORMOSUN III 的油門踏板 圖57、可變電阻箱的特寫

IV. 結論:

FORMOSUN III 的煞車系統沿襲自 FORMOSUN II,在設計上除了改善原有 的小缺失之外,在結構減重上更是大膽,所有前後碟煞、煞車踏板、油門等等加起 來只有不到4 公斤,比起 FORMOSUN II 的 6 公斤減少了約四成的重量,但整體性 能卻更佳,FORMOSUN III 的煞車系統設計的確是更加成熟了。

8. 輪圈

a. 設計目的:

車子是靠著輪圈及輪胎的轉動才順利的前進,而輪圈則是負責起支撐整台車子重量的重要 元件,因此好的輪圈在車子的設計上也佔了很大的一個部分。汽車的振動模型上質量被分 為”負載重量”(Sprung Mass)及”未負載重量”(Unsprung Mass)兩個部份,未負載重量包括未被 懸吊支撐的輪圈、輪胎及煞車重量,當未負載重量越重時車子行進所消耗的能量就越大;

另一方面輪圈的轉動慣量也影響了車子的加速性能。因此輪圈的設計目的就在考量輪圈剛 性、受力下減去輪圈不必要的重量,替太陽能車節省能源。目前設計所使用的材料為密度 較輕的鋁合金及碳纖維蜂巢兩種,利用這兩種材料比強度(強度/密度)比鋼材大又易於加工 的特性來製做輪圈,以達成減輕重量的目的。

I.

幾何外形:

基本上輪圈的尺寸可分為四個部份:胎唇、輪輻、輪轂及偏位(Offset)(圖 58)。

輪毂

偏位 各部位名稱

胎唇

輪輻

偏位

圖58、輪圈 介紹

胎唇主要的功能是支稱及裝配輪胎,依照使用的搭配的輪胎直徑與寬度,從標準尺寸(CNS 3669)中來挑選,而太陽能車選用的輪胎為標稱 2.25-14 的 14 吋無內胎輪胎,所搭配的應為 14 吋的機車用無內胎輪圈的胎唇外型,故選用 WM14-1.4 的輪廓(圖 59),而厚度則是依 照強度分析來製做。

圖 59、WM14-1.4 輪廓外形

輪輻的功能是支稱胎唇,在外形上是沒有限制,鋁合金輪圈(圖60、61)這裡 使用六根簡單的ㄇ型樑來支撐;碳纖維輪圈(圖62、63)則是整面的利用蜂巢三明 治板來之支撐胎唇。

圖 60、鋁合金前輪框 圖 61、鋁合金後輪圈

圖 62、碳纖維前輪圈

鋁合金 碳纖維

蜂巢

圖 63、碳纖維輪圈側面剖視

輪轂是視車軸搭配所設計,然後使用六根螺栓固定住輪圈,在相鄰鎖固點間的材料挖去減 輕重量。前輪圈設計與車軸裝配孔直徑為46mm,鎖固孔直徑為 8mm,鎖固孔中心距車輪 圓心為33mm;後輪圈與馬達直接搭配故裝配孔較大,直徑為 94mm,鎖固孔直徑為 0.25 英吋距輪圈中心為58mm。(圖 64、65)

圖 64、前輪圈輪轂 圖 65、後輪圈倫轂

偏位為胎唇的對稱線與輪轂裝配面的距離,前輪為-7mm(圖 66),後輪為 6mm(圖 67)。

圖 67、後輪圈剖面圖 圖 66、前輪圈剖面圖

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