Page 12 - ePT114_輕課程Scratch(mBlock)機電整合與Arduino控制輕鬆學_課本PDF

2 機電整合與控制輕鬆學

1-1 四輪車機械結構探討

汽車是複雜度頗高的工業化產品，包含有各式各樣的主系統、次系統及
零組件。以一般汽車而言，就有引擎系統、底盤系統及電氣電子設備系統等

主要系統；主系統之下又有冷卻系統、潤滑系統、點火系統、啟動系統、傳

動系統、煞車系統、懸吊系統、轉向系統等次系統。一部車約有多達 8 千多

個零組件、約 1 萬多種零件。

汽車的結構早期是以後輪驅動，前輪轉向。隨著汽車製造技術研發，現

代的汽車有前輪驅動與轉向結合的車種；還有適應 OFF ROAD 地形的 4WD

四輪驅動等。依動力來源除了汽油燃料外，油電混合車與新型態的純電動車
例如特斯拉 Tesla，汽車仍不斷地進步發展。在這單元我們以積木零件，快

速建構出基礎的汽車結構，並探討汽車轉向機構與差速器的原理與應用。

一 阿克曼轉向機構

阿克曼轉向機構（Ackermann steering geometry）的設計是為了汽車在
轉彎時，讓內外轉向輪路徑指向的圓心趨於相同的機構設計。使用阿克曼前

輪轉向設計，當車輛直行時，兩車輪平行。當車輛沿著彎道轉彎時，利用四

連桿的非平行相等曲柄作用，使得內側輪的轉向角比外側輪大，使四個輪子

路徑的圓心大致上交會於後軸的延長線上瞬時轉向中心，讓車輛可以順暢的
轉彎。