知識文章

硬一點好?還是軟一點好? 淺談汽車操控性與乘適性模擬分析

2011 / 08 / 09

車輛研究測試中心工程分析中心  /  許新村

隨著社會的快速發展,能夠隨意方便移動的汽車,已是每個現代家庭不可或缺的重要交通工具。一般民眾在選購汽車時,除了考量車輛的價格、外觀、功能,以及車輛的安全性與耐用性之外,開車時,駕駛與乘員最能直接感受到的車輛操控性與乘適性,也是相當關鍵的考量重點之一。

然而,車輛的操控性與乘適性兩者之間卻是存在著衝突的關係,難以兩全其美。通常,偏軟的懸吊設計較能緩衝路面凹凸的衝擊力,乘適性較好,但轉向的反應較慢,操控性較差;反之,偏硬的懸吊設計乘適性較差,但操控性較好。雖然目前已有少數高級車款配備有可隨路況與操控條件即時調整懸吊特性的主動式懸吊系統,可以兼具操控性與乘適性,但在主動式懸吊系統尚未普遍商品化之前,車輛的設計仍需在操控性與乘適性間做適度的取捨或取得一個較佳的平衡。通常,若車輛銷售的主要訴求對象是年輕族群,車廠在設計上會較偏重操控性;若是中壯年族群,則設計上可能會較偏重乘適性。

至於車廠在設計開發車輛時,如何能在還沒有試作好的原型車可供測試調挍的設計階段,儘早知道所設計車輛的操控性與乘適性是否符合預先所設定的目標呢?運用電腦輔助工程分析(CAE)的方法,可以將圖1與操控性與乘適性有關之車輛設計資料,包括各重要節點的座標、質量、慣性矩、元件的彈簧與阻尼性質等輸入電腦,建立虛擬的數值分析模型,再以分析軟體進行計算。圖2為所建立之車輛前懸吊與後懸吊模型,分別在左右輪受到一上一下位移的動態特性模擬結果。其他的前後或左右等受力狀況的動態反應特性也可以經由模擬分析一一得到。若分析結果與設計的期望不符,可以很快的調整設計值再計算一次,直到符合為止。

圖3為運用整車數值分析模型模擬車輛經過凸起路面的分析結果,藉由車輛所反應的加速度變化,可以評估車輛的乘適性能。圖4則為模擬車輛變換車道的分析結果,當車輛要變換到左側車道時,車身會向右側傾斜,此時車身會產生重量移轉,左側輪胎的垂向受力會減少,而右側輪胎的垂向受力會增加;另外,若輪胎的摩擦力不足以抵抗因車輛激烈操控所產生的側向力,車輪就會產生側滑。

當然,除了前述所提及的兩項分析之外,尚有許多其他的乘適性與操控性項目,設計者必須同時納入評估並做適度的取捨,此時,運用電腦輔助工程分析的方法,快速的提供各個評估項目的模擬分析結果供設計者參考,可以提升設計的效率與品質,並減少日後實車測試調校的時間,這不但降低了開發時間與成本,也可有效的提升汽車的品質,使消費者對所開發的汽車有更好的評價,也更能安心的盡情享受汽車的駕駛樂趣。

圖1 車輛運動性能分析模型建立示意圖
 
  圖2 車輛前懸吊與後懸吊之動態特性模擬
  
  圖3 整車之乘適性分析
  
  圖4 整車之變換車道分析

若需要進一步瞭解相關內容細節,歡迎洽詢車輛中心:技術服務處 工程分析中心 許新村 電話:04-7811222 ext.3309   mail: hthsu@artc.org.tw

訂閱電子報

「填妥下列資料,即可完成訂閱電子報手續」

ARTC行動辦公室

提供同仁各項作業系統之快速連結服務

SSL VPN服務 WEB Mail服務
親愛的朋友,歡迎您蒞臨「財團法人車輛研究測試中心」網站(以下簡稱本網站),您在本網站活動的個人隱私權,本網站絕對尊重並予以保護。為了幫助您瞭解本網站如何蒐集、應用及保護您所提供的個人資訊,請您閱讀下列說明:關於適用範圍

本網站為提供安全、可用與完整之資訊服務,並符合相關法令之要求,訂定本政策。 以下的政策,適用於您在本網站活動時,有關個人資料的蒐集、運用與保護,但不適用於本網站所連結之其它網站。凡經由本網站連結之其它網站,均有其專屬之隱私權保護與資訊安全政策,概與本網站無關,本網站亦不負任何連帶責任。當您在這些網站時,關於個人資料的保護,適用各該網站的隱私權政策。

關於個人資料之蒐集與運用
一、 單純在本網站的瀏覽及檔案下載行為,本網站並不會蒐集任何有關個人的身分資料。利用本網站所提供的各項線上服務,需申請人提供個人資料時,各承辦單位會依案件辦理需要請您提供姓名、聯絡電話、電子郵件信箱、通訊住址等個人最新、最真實之資料。如提供任何錯誤或不實資料,則本網站有權拒絕您使用本網站之服務。
二、 本網站會記錄使用者上站的IP位址、上網時間以及在網站內所瀏覽的網頁等資料,這些資料係供本網站管理網站流量和網路行為調查進行總量分析,以利於提昇本網站的服務品質,且本網站僅對全體使用者行為總和進行分析,並不會對個別使用者進行分析。
三、 本中心除公務性電子郵件回函及您所註冊訂閱的電子報外,不主動寄送任何電子郵件。若您收到偽造本網站寄送的廣告或垃圾郵件,請諒解此部分並非本網站所能控制範圍,也無法負擔任何責任。
四、 本網站所收集的個人資料將依「個人資料保護法」及相關法律規定處理。本網站絕不會任意出售、交換、或出租任何您的個人資料給其他團體、個人或私人企業。但有下列情形者除外:
1. 配合司法單位的調查。2. 配合相關職權機關依職務需要之調查或使用。3. 基於善意相信揭露為法律需要,或為維護和改進網站服務而用於管理。

關於隱私權保護之諮詢與救濟
如果您對於以上條款有任何疑問或意見,歡迎來信與我們連絡。

關於網站安全機制
一、 基於對本網站主機安全之維護,本網站已建置網路安全機制,不定期進行弱點掃描與系統漏洞修補。本網站也裝置網路記錄分析系統,對於不明企圖與入侵將被記錄,對於破壞行為或企圖進入伺服主機的異常行為,將進行呈報與攔阻,並通報警政單位。 二、 任何危害本網站資訊安全之行為人,視情節輕重追究其民事、刑事及行政責任。