親愛的網友:
為確保您享有最佳的瀏覽體驗,建議您提升您的 IE 瀏覽器至最新版本,感謝您的配合。

郭佩瑜/我是女生,也是「學生方程式賽車」設計工程師

清大賽車工廠由學生組成,每年打造一台賽車參加學生方程式賽車。圖為清華第五代四輪驅動電動賽車。 圖/清大賽車工廠
清大賽車工廠由學生組成,每年打造一台賽車參加學生方程式賽車。圖為清華第五代四輪驅動電動賽車。 圖/清大賽車工廠

天色還未全亮,早晨五點鐘,我便離開宿舍前往賽車工廠的所在地——科儀中心——和車隊的同仁們一起整理待會試車要用的調整及維修工具,將自製的賽車推上貨車後,開往試車場地進行試車。雖然又熱又累,但是看到自行設計、製作、組裝的賽車能在路上奔馳,臉上的笑容與成就感便取代了抱怨。

我是清大賽車工廠團隊中的一員。清大賽車工廠是個由學生組成的團隊,我們每年打造一台屬於自己的賽車,參加學生方程式賽車比賽(FSAE)。這項比賽和大家對賽車「競速」的印象不太一樣,它是由美國汽車工程師協會(SAE)主辦的大學生工程設計比賽。

我們設計的車輛在動態項目中要有良好的動態性能,無論是加速能力、過彎表現和操控性能上都必須表現出色,同時也要成本低廉、易於修繕、且可靠度夠高。此外,賽事還有一大部分的比重為靜態項目,在此項目中,我們需要學習如何行銷這台賽車,製作商業、成本以及設計報告等比賽內容。

看到自行設計、製作、組裝的賽車能在路上奔馳,臉上笑容與成就感便取代了抱怨。圖為五代車試車畫面。 圖/清大賽車工廠
看到自行設計、製作、組裝的賽車能在路上奔馳,臉上笑容與成就感便取代了抱怨。圖為五代車試車畫面。 圖/清大賽車工廠

沒有完美的設計,只有更好的設計

我是底盤組的一員,在車輛落地、實際啟動前,要進行的設計以及加工,可不是一兩天就可以完工的。團隊總共分成六個組別:車架、底盤、制動、電系、流力以及行政組,每個人各司其職,在設計階段需不斷的溝通。

我主要負責轉向機構以及車輛動態的部分,在設計的時候,要先確定轉向機構是否可行、加工是否容易,還要和車架組確定機構安裝的位置,也要計算整體的力平衡,和一些會影響轉向的參數。軟體模擬、計算受力、工件的應力分析以及實際加工的公差都要仔細處理。

我很喜歡在機械設計中的一個觀點——沒有什麼完美的設計,只有更好的設計——每一次的改良,都是想讓整體車輛的表現更好。

在試車的時候,除了記錄圈數、胎壓跟懸吊設定,也要緊盯著車輛,看每一圈車輛運行的姿態。每次試車都有目的,大部分是讓車手熟悉車輛、確保車輛的硬體安裝沒有錯誤、獲取車輛運行中的資料、蒐集車手回饋及資料進行車輛調校等等。透過一次又一次的試車,讓我們更加了解這台車,畢竟每一代不同的設計,車輛表現出來的特性也都不一樣。

我們會擺放不同的賽道,像是直線加速、障礙賽、定圓繞八等。當車輛一停下來,我就會趕快靠近車輛進行檢查,看有沒有零件鬆脫、輪胎有沒有被針扎到、電池的溫度是否超標、電壓是否還足夠等等。我每次都會提醒自己:開車的車手都是團隊裡面的同學,如果有不良的設計或是檢查疏失,害到的都是自己的同學。因此每次檢查都格外小心。

每一次的改良,都是想讓整體車輛的表現更好。圖為2019年第四代電動車於日本賽道中。 圖/清大賽車工廠
每一次的改良,都是想讓整體車輛的表現更好。圖為2019年第四代電動車於日本賽道中。 圖/清大賽車工廠

試車時除了記錄圈數、胎壓跟懸吊設定,也要緊盯車輛看每一圈運行的姿態。圖為四代車試車時做紀錄。 圖/清大賽車工廠
試車時除了記錄圈數、胎壓跟懸吊設定,也要緊盯車輛看每一圈運行的姿態。圖為四代車試車時做紀錄。 圖/清大賽車工廠

發現問題,解決問題,分析問題

試車完回到學校的工作空間後,先進行初步的清潔工作以及喘口氣之外,下一步就是找出試車時發現的問題並且解決它。記得有一次試車時發現,仔細聽會聽到轉向機構有個規律的「咖咖咖」聲響,我們當場也找不出問題;回來後將車子架高,將零件拆開來後,才發現是內部的軸承已經有小磨損,需要更換了。

我很喜歡這種發現問題,又解決它的成就感;但有時候並不是這麼好找到問題發生的原因,就需要每次提出不同的猜測,檢查看看或是實際試試看。再來是更加細膩的分析,我們會運用試車蒐集的數據來分析車輛運動的特性。五代車上裝有各式各樣的感測器,像是可以量測出煞車的油壓大小、馬達的扭矩、整體車輛的傾角、懸吊壓縮的行程等。

數據分析可以用來做很多事情,目前我在用數據驗證實際運動情況是否和預設的相符,或是找出不合理的地方,也將數據和賽道做結合,以分析不同車手的開車習慣。未來也可以運用數據,對車輛做些微的調整,為下一次試車做準備。

因為疫情的影響,今年度的日本賽事已經取消,但我們仍一直在做新的計畫,包括團隊的集資活動,團內也在研究新的減速機及馬達;我則是在研究更加輕量化的零件,以優化五代車,希望在明年度2021年的日本賽事中,能夠獲得佳績。

(原文授權轉載自「女科技人的美麗心世界」,原標題為〈學生方程式賽車工程師的一日〉。)

  • 文:郭佩瑜,清華大學動力機械學系、清大賽車工廠底盤組。
  • 更多女科技人的美麗心世界:WebFB

|延伸閱讀|

留言區
TOP