第二十八屆全國大專院校環保節能車大賽本校參賽紀實

機械系 孫明宗副教授

全國大專院校環保節能車大賽之目的，在於落實實務教學，培養實作能力。本校機械系同學連續參加「全國大專院校環保節能車大賽」，今年已經邁入第四年。原本預訂於彰化彰濱工業區財團車輛研究測試中心的現場比賽，因為疫情的影響改為由參賽隊伍，將動態與靜態測試過程錄製成 5 分鐘的影片(圖一為影片截圖)及所研製電動車的介紹投影片，寄送到主辦單位，由評審評判成績。參與比賽的學生經過兩個月的設計與材料採買，以及三個月的製作與測試，終於在期限內將大會要求的資料寄送完成，並於五月底接獲大會通知，通過動態安全檢查而獲得獎金一萬元。本次比賽有 17 支車隊報名參賽，可能因為疫情緣故有 3 隊棄賽，另有 1 隊因為沒有通過動態安全檢查，而未獲得一萬元獎金。

參與同學對於沒有實體的競賽感到失望，雖無奈但沒因疫情而取消活動已是萬幸。然而車隊的成員還是由原先參與的七人變為最後只剩四人(圖二為車隊成員四人與完工之電動車合影)。雖然改為影片審查為權宜之計，但仍然讓參與學生獲得將課堂所學應用在實務上的良好經驗。今年比賽規則相較往年增加一個項目，就是必須在車輛上增加 60 kg 可裝卸的負重。為了這項規定，同學在車架設計上採用較高強度的厚鋼管，讓車架的重量增加將近 25 kg 達到 85 kg，加上 60 kg 的配重和 50 kg 的車手，整車的重量將近 200 kg。因此，設計傳動機構的學生就將最高速度從原先的 60 km/h 降到 40 km/h，以避免在駕駛過程中電池會超過負載，造成保護線路會經常性的跳電。測試結果顯示，經過這些設計與改造，電動車在起動時確實依預期不會跳電，並且最高時速可超過 40 公里。由於在校園內的直線加速測試中，電動車的最高時速可達 42 公里，唯剎車距離稍長。因此若能參加實體的比賽，在 45 分鐘內應該可以有 28 圈以上的成績。

雖然這次沒有實體的競速比賽，但是還是讓學生有機會操練應變的能力，並且按照需求去設計與修改電動車。例如傳動機構，若要買現成的 10:1 減速機，除了很貴之外也會大幅增加車身的重量。因此，這次的設計是在馬達出力軸裝上小齒輪，經鏈條傳到後輪的齒數是小齒輪十倍的齒輪。為了減少大齒輪的重量，還要設計鏤空且薄片狀 (2.6 mm) 的輪盤，且可以固定在有內變速機構的市售腳踏車的後輪輪軸上(圖三為後輪的大齒輪與鏤空輪盤)。齒輪加工則是外包以雷射加工鋼板，齒輪外框與輪盤則是用不同厚度的鋼板。這些都是很寶貴的經驗，除了參賽的同學獲益之外，也可以將經驗傳承到下一屆學弟妹，讓他們在參加下一屆比賽時可以縮短研發的時間。

圖一：五分鐘動態與靜態測試錄的影片截圖	圖二：參賽車隊成員四人與完工之電動車與合影
圖三：去除車殼後可見電動車的構造，其中傳動系統所用的超大齒輪裝置於後輪