108 高普考高考三級 汽車工程 汽車性能測試與檢驗 考古題詳解

108 年・高普考・高考三級・汽車工程
試題代碼 汽車性能測試與檢驗

第 一 題20 分

請試述側滑試驗器之操作使用方法。

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核心觀念

側滑試驗器用來測量車輛前輪直線滾過滑板時,輪胎造成的橫向偏滑量,藉此檢查前輪定位狀況。它測得的是前輪滾動時的側滑程度,不是直接量測前束角或外傾角。

讀值通常以每公里偏滑公尺數表示,正、負號代表偏滑方向。民國 108 年汽車前輪側滑度合格標準為每公里正、負 5.0 公尺以下,即:

−5.0 m/km≤S≤+5.0 m/km-5.0\ \text{m/km} \leq S \leq +5.0\ \text{m/km}

此標準以命題當年(民國 108 年)法規為準。題目所涉合格標準依道路交通安全規則及汽車檢驗相關規定辦理。

解題方法:操作程序

作答時按「檢查儀器與車輛、對正、穩定通過、讀值判定」的順序說明,即能完整呈現側滑試驗器的操作使用方法。

  1. 檢查儀器與車輛 確認側滑試驗器已開機、歸零,滑板能自由橫向移動,儀器及檢驗線狀態正常。車輛輪胎胎壓應適當,並確認車輪及轉向系統沒有明顯異常。

  2. 車輛對準滑板 將車輛沿檢驗線直線駛近,使前輪對準側滑試驗器的滑板。方向盤保持正直,車輪不得斜向切入滑板。

  3. 以低速直線通過 依儀器及檢驗線指示,以低速、穩定速度直線通過滑板。前輪通過測試區時,不轉動方向盤、不踩煞車,也不急加速或急減速,避免額外的轉向或制動力影響讀值。

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第 二 題30 分

對於四輪小轎車的轉向特性:

(一) 請試述何謂轉向過度?(10 分)

(二) 若其前輪及後輪的轉向剛性都相同,請由轉向不足係數的方程式試述其前輪和後輪的荷重對轉向特性的影響。(20 分)

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核心觀念

本題考查四輪車在穩態轉彎時的轉向特性,以及如何由前、後輪荷重與轉向剛性判斷車輛偏向轉向不足或轉向過度。

轉向剛性(側偏剛性)表示輪胎側向力隨側偏角增加的程度,常以 CfC_f、CrC_r 表示前、後軸的轉向剛性。側向力相同時,轉向剛性較小的車軸需要較大的側偏角才能產生該側向力。

解題方法與公式

以穩態轉彎的轉向不足係數判斷轉向特性。常用形式為:

K=WfCf−WrCrK=\frac{W_f}{C_f}-\frac{W_r}{C_r}

其中 Wf、WrW_f、W_r 分別為前、後軸荷重;Cf、CrC_f、C_r 分別為前、後軸轉向剛性。不同教材可能將係數乘上常數或採用不同單位,但判斷方向相同:

  • K>0K>0:轉向不足。
  • K=0K=0:中性轉向。
  • K<0K<0:轉向過度。

此式比較前、後軸的荷重與轉向剛性之比;比值較大的車軸,代表相對上需要較大的側偏角。

(一)何謂轉向過度?

車輛轉彎時,若後輪的側偏角大於前輪,車尾會較容易向外滑移,車輛的轉向反應因而比駕駛人所預期的更急。以固定車速行駛同一彎道而言,轉向過度車輛所需的轉向角會隨橫向加速度增加而減少;若轉向角不變,車輛則會趨向以更小半徑轉彎。

依轉向不足係數判斷,轉向過度的條件為:

K=WfCf−WrCr<0K=\frac{W_f}{C_f}-\frac{W_r}{C_r}<0

也就是後軸相對於其轉向剛性的荷重比前軸更大:

WrCr>WfCf\frac{W_r}{C_r}>\frac{W_f}{C_f}
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第 三 題30 分

在柴油車排煙檢測站檢測黑煙排放不透光率:

(一) 進行全負載定轉速最大額定馬力試驗時,其車輛馬力比通過的標準為何?(10 分)

(二) 進行無負載急加速不透光率試驗的過程中,有一步驟為試驗取樣,請試述執行試驗取樣的方法。(20 分)

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核心觀念

本題考查「柴油汽車黑煙排放不透光率檢測方法及程序」中的兩項程序:

  1. 全負載定轉速最大額定馬力試驗:以車體動力計量得的吸收馬力,與引擎最大額定馬力相比,計算車輛馬力比。
  2. 無負載急加速不透光率試驗:引擎不帶負載,快速踩下油門量測排氣黑煙;取樣時須遵守規定的操作時間、取樣時間及重複試驗條件。

本題以下均以命題當年(民國 108 年)法規為準。相關檢測程序於民國 109 年修正,現行程序已修正;本題仍依命題當年的規定作答。

解題方法

(一)全負載定轉速最大額定馬力試驗的馬力比標準

馬力比的計算式為:

馬力比=車體動力計吸收馬力引擎最大額定馬力×100%\text{馬力比} = \frac{\text{車體動力計吸收馬力}}{\text{引擎最大額定馬力}} \times 100\%

依民國 108 年適用的規定,車輛的最低馬力比標準依車齡區分:

  • 車齡小於或等於 10 年:不得低於 45%。
  • 車齡大於 10 年:不得低於 40%。

因此,計算結果達到相應門檻才符合標準;低於門檻即未通過馬力比試驗。

(二)無負載急加速不透光率試驗的試驗取樣方法

取樣前須先完成暖車與吹除積存物。吹除積存物是在空檔下急加速後立即放開油門,連續操作三次。其後依序進行下列取樣:

  1. 開始時機:吹除積存物後 5 至 6 秒內開始試驗取樣。
  2. 油門操作:快速將油門踏板踩到底並保持 2 秒,再立即放開油門,使引擎回到怠速並保持 11 秒。一次試驗循環共 13 秒。
  3. 取樣方式與時間:從油門踏板開始動作時,同時開始連續取樣;每次取樣 5 秒,以這 5 秒內的不透光率試驗記錄最大值作為該次試驗結果。
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第 四 題20 分

請試述下列名詞之意涵:(每小題 10 分,共 20 分)

(一) 緊急煞車輔助系統(Advanced Emergency Braking System, AEBS)。

(二) 車道偏離輔助警示系統(Lane Departure Warning System, LDWS)。

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核心觀念

本題考查兩種車輛主動安全系統的功能、感知方式與介入程度:

  • 緊急煞車輔助系統(AEBS):偵測前方碰撞風險,必要時主動介入煞車,以避免碰撞或降低碰撞速度。
  • 車道偏離警示系統(LDWS):辨識車輛相對於車道線的位置,在車輛未依駕駛意圖偏離車道時發出警示,提醒駕駛修正。

題目要求說明名詞意涵,重點在交代「系統感知什麼、何時作動、如何協助駕駛,以及目的為何」。本題不涉及計算或法條判讀。

解題方法

作答時可依「感知對象 → 作動條件 → 系統介入 → 安全目的」的順序說明,並凸顯兩者差異:AEBS針對前方碰撞風險,並可主動施加煞車;LDWS針對車道偏離風險,主要以警示提醒駕駛。

(一)緊急煞車輔助系統(Advanced Emergency Braking System, AEBS)

AEBS是利用車載感測器監測車輛前方道路與其他用路人,常見感測方式包括雷達、攝影機或兩者融合。系統評估與前方目標的距離、相對速度及碰撞時間等資訊;當判斷碰撞風險升高時,先以聲音、燈號或其他方式警示駕駛,並可在駕駛未及時反應或煞車力不足時,自動施加煞車。

其目的在於避免事故發生,或降低碰撞時的車速與傷害程度。AEBS屬於主動安全系統,但不能取代駕駛人的注意與操控。

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