112 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

狄塞爾循環（Diesel cycle）是理想壓燃式內燃機的空氣標準循環。題目重點是辨認 $P$-$V$ 圖上的四個狀態點，以及各過程的熱力學性質：

• $1\to2$：等熵壓縮。
• $2\to3$：定壓加熱。
• $3\to4$：等熵膨脹。
• $4\to1$：定容放熱。

理想空氣標準分析中，等熵過程視為可逆絕熱過程；定壓加熱代表燃料燃燒放熱的理想化，定容放熱代表排氣與循環重置的理想化。

解題方法

先沿循環方向標出四個狀態，再依各過程的壓力、容積變化繪圖：壓縮與膨脹畫成等熵曲線，定壓過程畫水平線，定容過程畫垂直線。

 P
 ↑
 │ 2 ─────────→ 3
 │ ╲ ╲
 │ ╲ ╲
 │ ╲ ╲
 │ ╲ ↓
 │ ╲ 4
 │ ╲ │
 │ ╲ │
 │ ╲ │
 │ ╲ │
 │ ╲ │
 │ ╲ │
 │ ╲ │
 │ ╲ │
 │ ╲ │
 │ ╲ │
 │ ╲ │
 │ 1
 └────────────────────────────→ V

圖中 $1\to2$ 為壓縮曲線，$2\to3$ 為水平定壓線，$3\to4$ 為膨脹曲線，$4\to1$ 為垂直定容線；示意圖不按比例繪製。

核心觀念

船用交流發電機的轉速、磁場極數與交流電頻率，取決於磁場旋轉時每秒掃過線圈的磁極變化次數。設每分鐘轉數為 $N$（rpm）、磁場極數為 $P$、頻率為 $f$（Hz），三者關係式為：

其中 $P$ 是磁場的總極數，須包含所有磁極；$120=60\times2$，分別來自每分鐘換算為每秒，以及每一對磁極完成一次電氣週期。

解題方法

已知頻率 $f=60\ \mathrm{Hz}$、極數 $P=10$，由關係式移項求轉速：

代入數值：

核心觀念

本題考查船舶管路閥件的兩種不同功能：燃油快關閥用於緊急切斷燃油來源；止回閥用於限制流體逆向流動。前者著重火災時快速隔離燃油，後者著重維持管路中的單向流動。

解題方法

作答時先說明閥件的控制方式與流向作用，再交代其在機艙的實際用途及安全效果。題目是功能說明題，沒有計算或選項分析；答題重點是區分「緊急關斷」與「防止倒流」。

（一）燃油快關閥（Quick-closing valve）

燃油快關閥設於燃油艙櫃等燃油來源的出口管路，用來在火災或其他緊急情況下，迅速切斷燃油供應。此類閥通常可由安全位置遠端操作，使人員不必接近火源或進入危險機艙，也能關閉閥門。

關閉快關閥可隔離燃油艙櫃，避免燃油持續流入洩漏處或火場，減少火勢因燃油供應而擴大。它的核心功能是緊急隔離燃油來源，並非調節燃油流量。

核心觀念

電力推進是指船舶以電動機帶動推進器；推進所需電力由發電機供應，發電機可由柴油機、燃氣渦輪機等原動機驅動。若以柴油機帶動發電機、再由電動機推進，稱為柴油電力推進。它與柴油機直接連接推進軸的方式不同：前者多了「發電與電力傳輸」環節，換來推進配置與控制上的彈性。

本題考查電力推進的基本特性，作答應從配置彈性、操縱性能、效率與設備成本等方面，分別列出優點及缺點。

解題方法

先比較電力推進與傳統主機直接推進的動力傳遞方式，再依此整理利弊：

電力推進可將發電機與推進電動機分開配置，並透過電力控制調整電動機轉速與轉矩；但電能轉換、輸配電設備及推進電動機也會增加損失、重量、成本與維護需求。題目要求「至少共四項」，宜將優點、缺點分開列明，並各舉兩項以上，避免只列單一面向。

優點

1. 機艙配置較具彈性：原動機與推進軸不必直接同軸連接，發電機及推進電動機可依船體空間安排，有助於改善機艙配置，也能配合不同船型的設計需求。
2. 操縱與轉速控制方便：電動機可透過電力控制設備調整轉速及轉矩，低速操縱與改變推進方向較靈活，適合需要頻繁變速、倒俥或精確操縱的船舶。

核心觀念

本題考查輪機基本零件與潤滑用油的英文名稱，作答重點是寫出正確的中文專業名稱。四個名詞分別是柴油機汽缸、潤滑油、曲軸與活塞。

解題方法

先辨認各英文名詞所指的輪機部件或材料，再寫出慣用的繁體中文名稱：

• Cylinder：引擎中活塞往復運動的圓筒形空間，稱為「汽缸」。
• Lubricating oil：用於潤滑機件、減少摩擦與磨耗的油，稱為「潤滑油」。