114 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

114 年・海巡特考・四等・海洋巡護科輪機組
試題代碼 輪機工程概要(包括推進裝置概要、輔機概要與輪機英文)

第 一 題20 分

增壓機為船用柴油機的重要裝置,試述其工作原理及功能。

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核心觀念

本題考查船用柴油機的增壓原理與功能。增壓機是利用排氣能量或引擎機械功,將進氣壓縮後送入氣缸的裝置。進氣壓力提高後,單位氣缸容積內可吸入較多空氣,讓柴油機能燃燒更多燃油並輸出較大功率。

船用柴油機常見的增壓方式為廢氣渦輪增壓,主要由廢氣渦輪、壓氣機及連接兩者的轉軸構成。

解題方法

作答時依序說明「增壓機如何運轉」及「增壓後有何作用」,並將氣流路徑與能量傳遞交代完整:

  1. 柴油機燃燒後的高溫、高壓廢氣由氣缸排出,進入廢氣渦輪,推動渦輪葉片旋轉。
  2. 渦輪與壓氣機裝在同一根轉軸上,因此渦輪轉動會帶動壓氣機。
  3. 壓氣機吸入外界空氣,將空氣壓縮至高於大氣壓的狀態,再送往進氣歧管及氣缸。
  4. 壓縮空氣經冷卻器降溫後進入氣缸,可提高進氣密度;柴油機依增加的空氣量適當增加噴油量,使燃燒產生更大的輸出功率。

此處的能量轉換可概括為:廢氣熱能與壓力能 → 渦輪機械能 → 壓氣機壓縮功。廢氣渦輪增壓機主要回收排氣能量,並非由曲軸直接驅動;機械增壓器則由引擎透過齒輪或皮帶帶動,兩者不可混為一談。

功能

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第 二 題20 分

試繪壓縮式冷凍空調系統之裝置簡圖,並說明其工作原理。

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核心觀念

本題考查蒸氣壓縮式冷凍空調系統的主要裝置、冷媒流向,以及冷媒在各裝置中的狀態變化。典型系統由壓縮機、冷凝器、膨脹閥(或節流裝置)及蒸發器組成,冷媒在封閉管路中循環,將低溫處的熱量移至較高溫處排出。

裝置簡圖

 高壓、高溫蒸氣
 ┌──────────────────────┐
 ▼ │
 ┌─────────┐ ┌─────────┐
 │ 壓縮機 │───────────▶│ 冷凝器 │───▶ 排出熱量
 └─────────┘ └────┬────┘
 ▲ │ 高壓液體
 │ ▼
 │ ┌─────────┐
 │ │ 膨脹閥 │
 │ └────┬────┘
 │ │ 低壓、低溫冷媒
 │ ▼
 ┌────┴────┐ ┌─────────┐
 │ 蒸發器 │◀───────────│ │
 └────┬────┘ └─────────┘
 ▲
 └────吸收被冷卻空間的熱量

冷媒流向為:

壓縮機→冷凝器→膨脹閥→蒸發器→壓縮機\text{壓縮機} \rightarrow \text{冷凝器} \rightarrow \text{膨脹閥} \rightarrow \text{蒸發器} \rightarrow \text{壓縮機}

工作原理

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第 三 題20 分

試述船舶緊急發電機之功能。

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核心觀念

緊急發電機是船舶的應急電源。當主電源失效或主配電系統因火災、事故等不能供電時,它向緊急配電盤供電,維持必要的安全設備運作,讓船員能警報、通訊、操船及撤離,並保障船上人命與船舶安全。

命題年度為民國 114 年,法規依據以《海上人命安全國際公約》(SOLAS)第二章第一節第四十二條及第四十三條為準:第四十二條規範客船,第四十三條規範貨船。海巡艦艇的具體要求仍須依其船舶分類及適用規範判定。

解題方法

本題問「功能」,應從主電源失效時,緊急發電機要維持哪些安全服務切入,並列出典型負載。緊急發電機的功能不是供應全船平時用電,也不以持續驅動主推進裝置為主要目的;其核心是供應法規要求的緊急負載。

典型供電項目包括:

  • 緊急照明:集合站、登艇站、逃生通道、甲板、機艙、控制站及緊急配電盤等處所的照明。
  • 航行與操船安全設備:航行燈、號笛、必要的航行設備,以及舵機等法規列明的安全服務。
  • 通訊與警報設備:無線電設備、船內通訊、總警報及火警警報等必要設備。
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第 四 題20 分

試說明船舶柴油主機之轉俥機功能。

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核心觀念

「轉俥機」是裝設於船舶柴油主機上的盤車裝置,英文常稱 turning gear。它以低速、低扭矩方式帶動主機曲軸旋轉,供檢查、保養及起動前準備使用;它不是供船舶航行的推進動力,也不是主機的起動馬達。

解題方法

作答時,先說明轉俥機的基本作用,再依操作時機分述其功能:

  1. 檢查與保養時盤動主機:停機後使曲軸緩慢轉動,方便檢查汽缸、活塞、汽門、噴油設備及曲軸等部位,也便於進行清潔、調整與維修。
  2. 起動前確認主機狀況:盤車可確認曲軸能否順暢轉動,察覺卡滯或異常阻力;亦可配合檢查汽缸內是否積水、積油等液體,以避免液體無法壓縮而造成液擊或機件損壞。
  3. 配合檢修與定位:按需要將曲軸轉至指定位置,以進行汽門間隙、噴油正時或其他檢修作業。
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第 五 題20 分

請將下列輪機專業名詞翻譯成中文。(每小題 5 分,共 20 分)

(一) Check valve

(二) Main bearing

(三) Common rail injection system

(四) Brake horse power

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核心觀念

本題考查輪機常用專業名詞的中譯,涵蓋管路閥件、柴油機軸承、燃油噴射系統,以及引擎輸出功率。翻譯時應掌握各名詞在輪機設備中的功能與慣用譯法。

解題方法

依名詞的構成與設備用途判讀:

  • 閥件名稱通常反映其控制流體的方式。
  • 軸承名稱指出支承的機件。
  • 燃油系統名稱描述供油或噴射的配置。
  • 功率名稱須分辨制動功率與指示功率等不同種類。

各小題解析

(一)Check valve:止回閥(逆止閥)

Check valve 又稱 non-return valve,讓流體沿規定方向通過,並在流向反轉時自動關閉,以防止倒流。船舶管路中常見於泵出口、燃油管路及各類液體管路。

(二)Main bearing:主軸承

Main bearing 支承引擎曲軸的主軸頸,承受曲軸運轉時的負荷,並維持曲軸旋轉中心與位置。輪機與柴油機語境中,慣用譯名為「主軸承」。

(三)Common rail injection system:共軌噴射系統

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