車輛中心 環能與車電工程處 張偉倫

車輛行駛於各種不同路面下，車體所承受來自路面的受力，對車輛結構會造成不同程度的疲勞（Fatigue）累積效應，而對於結構件耐久性之評估方式一般常用之方法為執行耐久試驗（Durability Testing）。在車輛的開發初期，最重要的為車架設計及開發驗證，車架有如人體的骨骼，需要有強健的骨骼，才能夠順利地執行各種動作，所以車架除了支撐起車輛上所有的零部件，亦要能夠承受來自行駛於路面上的各種振動強度等外力，如此才能夠確保駕駛人員的生命安全，一般而言，要確保車架的品質，通常須執行強度與疲勞耐久測試。

耐久測試之方法可分為實車耐久路試與實驗室台上耐久測試（Road Load Simulation），實車耐久路試是由駕駛員以實車駕駛方式，跑至一目標里程數，來達到找出車輛之問題點；而台上耐久測試則是用「模擬的方式來重現路面的狀況」，進一步來達到耐久測試的目的並找出車架弱點，在實驗室的實際執行上則是利用控制器來重現入力訊號，以油壓缸（hydraulic actuator）作動來模擬路面之狀況（如圖1）。對於實車耐久與路況模擬測試方法比較，實車耐久之方法較花費人力、物力、時間及天候影響；相對的，路況模擬測試沒有人員安全問題、測試條件一致並可縮短試驗時程，快速得到結果，達到加速試驗的效果，對廠商開發初期找出車輛結構之問題點有相當大的助益。

圖1、耐久測試（左：實車耐久、右：台上耐久）

完整機車台上耐久驗證流程，包含有「測試車輛整備」、「路面響應訊號量測」、「實驗室路面訊號疊代及重現」、「耐久試驗執行」4個作業項目，在測試車輛整備時會架設感測元件（如應變計、加速規及位移計等，如圖2）於車輛上，當整備好車輛時，會行駛到嚴苛路面（標準不良路Belgium Road）透過資料擷取系統進行訊號紀錄，接下來，將量測完成之訊號藉由控制器疊代重現，並計算出實際油壓缸之作動訊號來達成模擬實際路面狀況，最後，依此油壓缸作動訊號重複運行即可反覆執行耐久試驗，來確認車架開發初期之強度狀況。

圖2、感測器整備（左：應變計、右：加速規）

本文針對機車台上耐久驗證技術進行介紹，該方法能快速縮短廠商找出車輛結構在開發初期之問題點，一般而言，實驗室能在2週左右模擬機車於市場7萬公里之里程數，目前車輛中心（ARTC）針對機車台上耐久已具備設備能量，並有協助國內廠商進行該項目之驗證合作實績，若需進一步了解相關檢測內容細節，歡迎聯絡車輛中心 環境測試課 張偉倫 工程師（電話：04-7811222分機2332、e-mail：wlchang@artc.org.tw）。