109 警察特考四等 水上警察人員輪機組 輪機學概要 考古題詳解

核心觀念

渦輪增壓機利用柴油機排氣的能量，驅動渦輪帶動壓縮機，將較高密度的空氣送入汽缸。它提高每一循環可供燃燒的空氣量，使柴油機能燃燒較多燃油而提高輸出功率。

解題方法

作答時抓住「排氣能量回收 → 進氣增壓 → 充氣量增加 → 燃燒與功率提升」這條因果鏈，再補充對燃燒、燃油消耗與機械尺寸的影響。

柴油機每循環的燃油量受可用空氣量限制。增壓後，進氣壓力與密度提高，在汽缸容積不變的情況下，進入汽缸的空氣質量增加；適當增加燃油供給，即可提高平均有效壓力與輸出功率。渦輪所用的動力主要取自原本隨排氣帶走的能量，因此具有回收排氣能量的效果。

裝設渦輪增壓機的效益

1. 提高柴油機輸出功率：增加汽缸充氣量後，可燃燒較多燃油，使功率提升；在相同功率下，也可採用較小的柴油機。

核心觀念

本題考查船舶管路系統的傳統顏色識別：以管路標示顏色辨認管內輸送的流體或管路用途。題目採用國內輪機教材及考題常見的簡化對照，並非要求依 ISO 14726 的完整國際色碼逐項判讀。

這題沒有計算，也沒有需要援引的法條；作答重點是熟記燃油、滑油、海水、淡水與艙底水五類管路的顏色。

解題方法

依序將題目列出的顏色對應到常見機艙管路系統：

• 紅色對應燃油管系。
• 黃色對應滑油管系。
• 綠色對應海水管系。
• 藍色對應淡水管系。
• 黑色對應艙底水管系。

各色對應

（一）紅色：燃油管系 輸送燃油的管路，例如燃油供應或輸送管路。

核心觀念

本題考查船舶的初穩定性。船舶受到小角度傾斜時，浮心位置會改變，浮力作用線與重力作用線形成扶正力矩或傾覆力矩。重心 $G$ 與定傾中心 $M$ 的相對位置，可用初穩定高度 $GM$ 判斷船舶的穩定狀態：

• $G$ 在 $M$ 下方，$GM>0$，有扶正能力。
• $G$ 與 $M$ 重合，$GM=0$，沒有初始扶正力矩。
• $G$ 在 $M$ 上方，$GM<0$，有傾覆趨勢。

解題方法

判斷各狀態下 $G$ 與 $M$ 的上下位置，再判斷船舶傾斜後的力矩方向。小角度傾斜時，初穩定高度的符號決定初穩定性；也可由近似扶正力臂 $GZ \approx GM\sin\theta$ 理解，其中 $\theta$ 為傾角。$GM$ 為正時，扶正力臂為正；為零時，初始扶正力臂為零；為負時，扶正力臂方向相反，形成傾覆力矩。

各狀態判斷

（一）$GM>0$：穩定平衡

核心觀念

中央冷卻系統（Central cooling system）的核心，是以封閉式淡水迴路冷卻機件，再由海水集中帶走淡水的熱量。海水不直接流經主機內部的冷卻水道，因此可減少海水鹽分、雜質對機件造成的腐蝕與結垢。

典型系統包含兩個迴路：

• 高溫淡水迴路（HT circuit）：冷卻主機汽缸套、汽缸蓋等高溫部位，維持適當工作溫度。
• 低溫淡水迴路（LT circuit）：冷卻主機滑油、增壓空氣冷卻器，以及其他需要低溫冷卻水的設備。
• 中央冷卻器：以海水冷卻淡水；海水只通過冷卻器，不進入主機淡水迴路。

各船設備配置有所差異，實際冷卻對象及迴路安排仍依船舶管路圖為準。

解題方法

本題問的是「功能與用途」，作答宜依序交代系統原理、冷卻對象、採用中央冷卻的效益，而非只列出設備名稱。

主機及輔機運轉會產生熱量，冷卻水先在封閉淡水迴路中吸收熱量，再流經中央冷卻器，將熱量傳給海水。其熱交換可用下式表示：

其中 $Q$ 為傳遞熱量，$\dot{m}$ 為冷卻流體質量流率，$c_p$ 為比熱，$\Delta T$ 為流體進出口溫差。考題未提供流量或溫差數值，因此不需計算；重點是說明熱量由淡水迴路傳至海水，再排至舷外。

功能與用途

核心觀念

本題考查柴油引擎的點火原理，以及四行程循環與活塞、曲軸運動的關係。翻譯時須掌握輪機學術語：

• internal combustion engine：內燃機
• combustion chamber：燃燒室
• four-stroke cycle：四行程循環
• stroke of the piston：活塞的一個行程
• revolution of the crankshaft：曲軸轉一圈

解題方法

先依英文句子的主詞、動詞與修飾語拆解，再套用輪機學慣用譯語，使中文兼顧原意與專業表達。