113 海巡特考四等 海洋巡護科輪機組 輪機工程概要（包括推進裝置概要、輔機概要與輪機英文） 考古題詳解

核心觀念

指示熱效率 $\eta_i$ 是柴油燃燒所供熱量中，轉換為汽缸內指示功的比例：

因此，已知指示馬力後，可先求燃油每小時供熱率，再除以柴油熱值，得到每小時耗油量。題目給定 $1\,\mathrm{PS}=632.5\,\mathrm{kcal/h}$，故指示馬力可換算成每小時指示功的熱量單位。

解題方法

每小時指示功為：

由指示熱效率：

可得每小時燃油供熱量：

核心觀念

直流發電機是以電樞在磁場中旋轉產生感應電勢；依照主磁場的建立方式與磁場繞組的接線，可分為永磁式、他激式及自激式。教材常以他激式與自激式作為主要分類；自激式再分為並激、串激及複激。

感應電勢的基本關係為：

其中 $E_g$ 為感應電勢，$\Phi$ 為每極磁通量，$n$ 為轉速，$k$ 為與電機構造有關的常數。各類發電機的差別，主要在磁通 $\Phi$ 如何建立及調整。

解題方法與分類說明

一、永磁式直流發電機

主磁場由永久磁鐵提供，不需要磁場繞組及外加勵磁電流。其構造較簡單，常見於小型發電或測速用途；磁通主要由磁鐵決定，調整範圍較有限。

二、他激式直流發電機

磁場繞組由獨立於發電機電樞輸出的外部直流電源供電，因此磁場電流由外部電源控制，不直接取自本機電樞。改變磁場電流即可調整磁通，進而調整感應電勢。

三、自激式直流發電機

磁場繞組的勵磁電流取自發電機本身的輸出。其建立電壓通常依靠磁極殘留磁通；若要順利建立電壓，磁場接線的極性須使磁場電流所產生的磁通與殘留磁通方向相助。

自激式依磁場繞組與電樞、負載的接法，分為下列三種：

核心觀念

可變螺距螺槳（Controllable Pitch Propeller, CPP）是指螺槳葉片可繞各自的葉根軸旋轉，使葉片的螺距在航行中改變。改變螺距即可控制推力的大小與方向，船舶因此能在螺槳軸保持同一旋轉方向時，實現前進、停船及倒車。

螺距是螺槳旋轉一周時，理論上沿軸向前進的距離。螺距增加，葉片對水的作用通常增強，推力及主機負荷也會增加；螺距減小，推力及主機負荷則下降。實際推力仍受轉速、船速、螺槳與船體配合等因素影響。

解題方法與原理、構造

作答可依「葉片如何轉動、如何控制、如何產生前進與倒車推力」說明。

CPP 的螺槳葉片分別安裝在輪轂上，葉根以軸承支承，能繞葉片縱軸轉動。典型液壓式 CPP 的操縱系統包括：

• 可轉動葉片與輪轂：葉片在輪轂內轉動，以改變葉片角度及螺距。
• 液壓伺服機構：輪轂內設有伺服活塞或等效傳動機構，活塞的直線位移經連桿、曲柄或滑塊機構轉換成葉片的旋轉。
• 油路與配油機構：液壓油經中空螺槳軸及配油箱（或油分配器）送入輪轂，依操縱指令導入伺服機構的一側或另一側，使葉片朝所需方向轉動。
• 操縱與回授裝置：駕駛台或控制室發出螺距指令，控制系統調節油路並回授實際螺距，直到達到指定位置。

前進時，葉片設成正螺距，推動水流向後而產生向前推力。將葉片轉至零螺距時，推力大幅降低；轉至負螺距時，水流方向改變，螺槳即可產生倒車推力。通常無須反轉主機或螺槳軸的旋轉方向，就能由前進切換至倒車。

優點

1. 操船與倒車靈活：可迅速改變螺距方向以取得倒車推力，適合港內操縱、拖船及需頻繁變換航向的船舶。
2. 推力可連續調節：由大螺距逐步調至零螺距或負螺距，便於精確控制船速及推力。

核心觀念

本題考冷凍空調系統常用的兩種效率指標：冷凍性能係數（Coefficient of Performance, COP）與能源效率值（Energy Efficiency Ratio, EER）。兩者都表示設備輸入能量換得多少冷凍能力，數值越大，代表能源利用效率越高。

解題方法

先確認分子都是冷凍能力（或冷房能力），分母是設備輸入功率，再比較兩者的單位表示方式。

（一）冷凍性能係數 COP

冷凍性能係數是冷凍機所提供的冷凍能力，與驅動冷凍機所需輸入功率之比：

其中，$\dot Q_L$ 為蒸發器自低溫物體或空間吸收熱量的速率，$\dot W$ 為壓縮機等設備所需的輸入功率。分子、分母使用相同的功率單位，例如 kW，因此 COP 為無因次量。

以蒸氣壓縮式冷凍循環表示，若冷媒在蒸發器吸熱量為 $q_L$，壓縮機輸入功為 $w_{\mathrm{in}}$，則：

COP 衡量的是每輸入一單位功，能移除多少熱量；它不是熱機效率，因此可以大於 1。

（二）能源效率值 EER

能源效率值是冷凍或冷房能力除以設備輸入電功率：

核心觀念

本題考查輪機工程常用專業詞彙，以及船舶推進系統中柴油機與螺旋槳的功率、轉速配合。英譯時須依輪機語境選用慣用術語；句子則要辨認目的、趨勢與結果之間的關係。

解題方法

（一）中譯英

1. 國際安全管理章程：International Safety Management Code（ISM Code） 「章程」在此指國際海事組織的《國際安全管理章程》，慣稱 ISM Code。

2. 機艙櫥櫃量深紀錄：engine-room sounding book 「量深」是量測油櫃、艙櫃等液位或存量；記錄冊可稱 sounding book。Engine-room 表示機艙。

3. 空氣分配凸輪：air-distribution cam 指控制柴油機起動空氣分配的凸輪。詞組以 air-distribution 修飾 cam。

4. 二氧化碳：carbon dioxide（CO₂） 化學式為 CO₂，亦可在技術文件中直接使用化學式。

5. 閘門閥：gate valve 閘板升降以開啟或截斷流道的閥件，輪機管路常用此名稱。

（二）英譯中

句子主幹為「there has been a recent tendency to design marine diesel engines」，即「近來有一種設計趨勢，傾向於設計船用柴油機