高考申論題
108年
[汽車工程] 汽車底盤
第 一 題
📖 題組:
車輛轉向幾何之設計大多以阿克曼轉向幾何(Ackermann steering geometry)為基礎。(每小題 10 分,共 30 分)
車輛轉向幾何之設計大多以阿克曼轉向幾何(Ackermann steering geometry)為基礎。(每小題 10 分,共 30 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
請以內、外側輪轉向角度的差異以及內、外側輪旋轉軸線之交點位置,說明何謂阿克曼轉向幾何?
思路引導 VIP
看到「阿克曼轉向幾何」,應先聯想到車輛過彎時,四輪必須維持「純滾動」以避免輪胎側滑。解題時直接針對題目要求的「轉向角度差異」與「旋轉軸線交點」進行定義,並點出三線共點的幾何原理。
小題 (二)
請配合簡圖,並利用內、外側輪轉角δi與δo、軸距 L 以及輪距 B 描寫阿克曼轉向幾何。
思路引導 VIP
看到阿克曼轉向幾何,首先要在腦海中建構車輛轉彎時的幾何圖形,確認『所有車輪軸線交於同一瞬時轉向中心』的核心概念。接著,利用三角函數(餘切 cot)將內外側輪轉角(δi, δo)、軸距(L)與輪距(B)連結,推導出標準阿克曼方程式,並適時補充其物理意義與優缺點以獲取高分。
小題 (三)
當車輛之軸距加大或是輪距減小時,請問內、外側輪轉向角度的差異會如何變化?
思路引導 VIP
遇到阿克曼轉向幾何題型,首要寫出其核心數學關係式:cot(外輪角) - cot(內輪角) = 輪距/軸距。接著依據題目給定的條件代入公式判斷等式右側比值的增減,再配合餘切函數(cotangent)的遞減特性,即可推導出角度差異的變化。