115 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

船舶推進裝置的「反轉向」，是指改變螺旋槳的旋轉方向，使螺旋槳推力方向反轉，讓船舶倒航。依照反轉時是否改變主機本身的旋轉方向，可分為直接反轉向與間接反轉向。本題考查兩者的運作方式，以及各自適用的船舶類型。

解題方法

判別時，先看主機是否必須停車並改變旋轉方向，再看螺旋槳如何取得反向旋轉：

• 直接反轉向：主機本身能正、倒轉；倒航時使主機反向旋轉，直接帶動螺旋槳反轉。
• 間接反轉向：主機維持同一旋轉方向，藉由齒輪減速機、可調螺距螺旋槳等傳動或控制裝置改變螺旋槳的推力方向。

一、直接反轉向

直接反轉向的主機通常採用可逆式柴油機。由正車改為倒車時，須依主機型式停止供油、使主機停車，並操作換向機構改變配氣及燃油供應時序，再以相反方向起動。主機反轉後，螺旋槳也隨之反轉，產生倒航推力。

這種方式常見於大型低速二行程柴油機直接驅動固定螺距螺旋槳的船舶，例如大型貨船、油輪及散裝船。其優點是傳動系統直接、效率高；

核心觀念

船舶柴油主機的定期預防維修，是依製造廠規範、設備運轉時數、運轉狀況及船舶維修計畫，預先安排檢查、保養與零件更換，在故障發生前維持主機及其附屬系統的正常性能。它屬於計畫性維護，重點是「按期執行、記錄追蹤、預防故障」，與故障發生後才修理的事後維修不同。

解題方法

本題可從「維修如何安排」與「維修帶來什麼效果」兩方面作答。維修安排須涵蓋週期依據、檢查保養內容及紀錄管理；作用則說明其對可靠度、安全、成本與船舶營運的影響。

定期預防維修的特點

1. 按計畫與週期實施：依主機運轉時數、日曆期間、製造廠保養手冊及實際運轉狀況，安排日常、定期及大修項目。不同機件的維修週期與內容依設備規範訂定。
2. 以預防為目的：在零件磨損、性能劣化或故障擴大前，進行檢查、清潔、調整、潤滑及必要更換，而非等到主機失效才處理。
3. 維修內容有系統性：依主機構造與系統分項檢修，例如燃油、潤滑油、冷卻水、進排氣、起動及控制系統，以及汽缸蓋、活塞、活塞環、汽缸套、軸承與閥件等。
4. 執行結果須記錄與追蹤：記錄運轉時數、檢查結果、間隙或磨耗量、零件更換及異常狀況，作為判斷設備劣化趨勢、安排後續維修與備品管理的依據。
5. 須兼顧船舶營運與安全：事先安排人力、工具、備品與停機時間，依安全程序施工；若發現異常，應評估並採取檢修或調整措施，避免帶故障持續運轉。

核心觀念

本題考查船舶機械自動控制系統的基本構成，以及各構成部分可採用的控制方式。作答時應先交代控制系統如何形成控制迴路，再說明訊號如何從被控機械傳至控制器、最後作用回機械。

自動控制系統通常由下列部分構成：

1. 被控體（受控對象）：需要維持或調整運轉狀態的機械或設備，例如主機、發電機、鍋爐、冷卻水系統及燃油系統。
2. 被控變數與設定值：被控變數是希望維持的量，例如溫度、壓力、液位、轉速或流量；設定值是操作所要求的目標值。
3. 量測元件與訊號傳送元件：感測被控變數，並將量測結果傳送至控制器。例如溫度感測器、壓力傳送器、液位計及轉速感測器。
4. 比較與控制元件：將量測值與設定值比較，形成偏差訊號，再依控制規則產生控制訊號。常見設備包括調節器、電氣控制器及可程式控制器（PLC）。
5. 操作或校正元件（最終控制元件）：接收控制訊號並改變操縱變數，以修正被控體狀態。例如控制閥、伺服馬達、燃油齒條、泵浦或風門。
6. 輔助元件：包括電源、氣源、訊號轉換器、警報及安全保護裝置等，協助系統正常運作並在異常時發出警示或採取保護動作。

在回授控制中，偏差可表示為

其中 $r(t)$ 為設定值，$y(t)$ 為量測到的被控變數；控制器依偏差產生輸出，使被控變數趨近設定值。

解題方法

按控制系統的訊號流程作答，先寫出完整構成，再說明常見分類，並以船舶機械的實例連結各分類。基本流程可寫成：

設定值 → 比較與控制元件 → 操作元件 → 被控體 → 量測元件 → 回授至比較端

船舶機械自動控制常見方式如下：

依有無回授分類

• 開迴路控制：控制動作不依據輸出量測結果修正，沒有回授訊號。系統簡單，但負載或外界條件改變時，不能自動補償偏差。依固定程序啟動或停止的設備，可作為開迴路控制的例子。
• 閉迴路控制（回授控制）：量測被控變數並回授至控制器，控制器依設定值與量測值的偏差調整操作元件。船舶常見的溫度、壓力、液位及轉速自動調節多採此方式。

核心觀念

本題考查船舶推進軸的受力與疲勞損傷，以及裂紋發生後的檢查、修理與復航處置。推進軸在運轉中同時承受扭矩、彎矩、軸向推力與振動；若軸系對中不良、支承狀況異常或材料有缺陷，局部應力集中會促使裂紋萌生並擴展。

龜裂原因

1. 交變應力與疲勞：主機轉矩、螺槳負荷變化及船體運動使軸承受反覆扭轉與彎曲。長期交變應力可造成疲勞裂紋，常從應力集中處開始。
2. 軸系對中或支承不良：主機、軸承與推進軸中心線偏差，或軸承磨耗、間隙不當，會增加彎曲應力及局部負荷。
3. 結構與加工造成的應力集中：軸肩、鍵槽、螺紋、油孔、錐度接合處或加工刀痕等幾何不連續處，容易形成裂紋起點。
4. 材料及製造缺陷：材料不均、夾雜、鍛造或熱處理缺陷，以及表面處理不良，會降低軸的疲勞強度。
5. 腐蝕與磨耗：海水侵入、密封失效或電化學腐蝕會造成點蝕；腐蝕坑形成缺口後，易與交變應力共同促進裂紋擴展。
6. 振動與操作異常：軸系扭振、艉軸承振動、螺槳受損或負荷突變，會使軸承受額外動態應力。

損傷處理方法

1. 停機檢查並確認裂紋範圍：發現裂紋、異常振動或金屬異音時，應降低負荷並停機檢查。清潔軸面後，依裂紋位置與材料採用目視、滲透、磁粉或超音波等非破壞檢測，確認裂紋深度與延伸範圍。
2. 評估能否修復或必須更換：檢查裂紋是否位於高應力或關鍵截面，以及軸的磨耗、腐蝕、變形和尺寸是否仍符合規範。涉及軸身、軸肩、錐部、鍵槽或螺紋等重要部位的裂紋，應依船級社及主管機關要求評估；裂紋嚴重、已擴展或修復後無法確保強度者，應更換推進軸。
3. 依核准程序修理：只有在裂紋位置、損傷程度及修復方式均經確認可行時，才可按核准程序加工去除裂紋並修復；

核心觀念

本題考查輪機英文中常見的縮寫、設備名稱及操作用語。翻譯時，先辨認縮寫所代表的完整英文，再依船舶輪機情境選用慣用中文。

• L.O.：Lubricating Oil，潤滑油。
• F.O.：Fuel Oil，燃油。
• C.W.：Cooling Water，冷卻水。
• Inlet：入口、進口。
• Priming：預先注入液體，使設備或管路充滿工作液；用於潤滑油系統時譯為「預先注油」或「潤滑油預供」。
• Leak：洩漏。
• Emergency stop：緊急停止；作為設備控制標示時，也常譯為「緊急停機」。

解題方法

先將縮寫還原，再判斷英文各部分的修飾關係。例如「F.O. Valve C.W. Inlet」是設備圖或管路標示，表示「燃油閥的冷卻水入口」；「Main Bearing L.O.」則是主軸承與潤滑油的標示，可譯為「主軸承潤滑油」。

各小題翻譯

（一）Main Bearing L.O. 主軸承潤滑油。

說明： Main Bearing 為「主軸承」，L.O. 為「潤滑油」。此處指主軸承所用的潤滑油，或主軸承潤滑油系統。