41 車輛複合氣動系統

單位：國立台北科技大學-車輛工程所

隊長：林成勳

隊員：郭順宇、邱振豪

團隊介紹

本團隊由國立台北科技大學車輛工程系黃國修教授指導，近年來黃教授的研究主要集中在與車輛低碳能源系統相關的領域，從車輛整體系統的觀點，做許多實務上可行的創新設計與研發，對車用新能源、節能技術、低污染技術及智慧型車輛進行深入研究分析及應用推廣，盼能確實提升我國車輛產業的研發能力及培育前瞻科技研發人才，而參與隊員皆為黃教授的專題生與研究生，學習基礎研究能力、創新研發思維與解決問題的態度，以成為未來車輛低碳能源研發人才。

創作動機

近年來，由於全球關注能源短缺與二氧化碳排放等問題，使得汽機車的研發均著重提高能源使用效率及品質，也促使世界各國車廠積極推動低污染、高效率的動力系統。目前純內燃機動力系統為因應駕駛者需求及路況，必須經常處於加速或減速的狀態，造成能源的浪費與廢氣排放問題，導致內燃機引擎的車輛能源效率僅能達到15％左右。但內燃機所排放的廢氣能量佔全部能源的1/3以上，若能有效回收使用，不僅可減少能源的浪費，又可降低廢氣的排放及污染，綜觀廢能回收的研究，大多僅利用熱交換器回收廢氣的熱能，而本系統可完全回收內燃機所排放的廢氣能量，進而提升系統效率及降低廢氣污染。

車輛複合氣動系統測試平台

創作過程

本研究以發展車輛複合氣動系統為主軸，以達到『節能』及『降低污染』的具體目標，各項階段性過程如下：

　■系統設計、規劃、架設與測試：本系統由內燃機引擎、壓縮機、單向壓力控制閥、匯流管、渦輪、磁粉式煞車等零組件所組成，在規劃時須考量動力線的方向、傳遞方式與感知器的量測點…等，並依各零組件的形狀及特性設計專屬的夾治具，防止振動及確保零組件間搭配的正確性。另外需建置訊號量測系統將平台實際的運轉數據傳送至資料擷取系統加以繪圖分析。

能量匯流管設計與實體圖

　■能量匯流管設計與流場分析：使用AutoCAD軟體進行匯流管之規劃及設計，並利用模擬軟體分析管內流場，然匯流管需具備兩進一出的功能，因此匯流管擬採趨近Y字型的設計，並儘量保持流線型，以利兩氣體能量的會合。本系統的效能好壞在於兩氣體能量的結合順利與否，將使用小型直線作動馬達來調整匯流管徑大小，產生文氏管效應，以控制壓縮空氣端的匯流能量之流速，使內燃機的廢氣能與高壓空氣順利混合，有效提升複合動力系統整體效率。

能量匯流管模擬分析圖

訊號量測監控系統