109 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

核心觀念

本題考查汽車行駛時的空氣阻力及其影響因素。車輛相對於周圍空氣運動時，車身表面受到空氣壓力與黏滯剪力作用，形成與相對運動方向相反的合力，稱為空氣阻力。

一般直線行駛時，空氣阻力可表示為：

其中，$F_a$ 為空氣阻力，$\rho$ 為空氣密度，$C_D$ 為空氣阻力係數，$A$ 為車輛迎風投影面積，$V_r$ 為車輛相對空氣的速度。若無風且車輛直線行駛，$V_r$ 即車速。

解題方法與因素探討

依阻力公式，可從空氣性質、相對速度及車輛外形與姿態三方面分析：

1. 相對空氣速度 $V_r$ 空氣阻力與相對速度平方成正比。車速加倍時，其他條件不變，空氣阻力增為四倍。因此高速行駛時，空氣阻力是重要的行駛阻力，也會使克服阻力所需的功率快速增加：

有風時，應以車輛相對風速計算；迎風會增加相對速度，順風則會降低相對速度。側風還會改變來流方向，使阻力及側向力受到影響。

2. 空氣密度 $\rho$ 空氣密度越大，阻力越大。密度受氣溫、氣壓、海拔及濕度影響：低溫或高氣壓通常使密度增加；高海拔氣壓較低，密度通常下降，空氣阻力也隨之減小。濕空氣密度通常略低於同溫同壓的乾空氣。

核心觀念

暴風雨試驗是以人工方式模擬強降雨及伴隨風勢，檢查汽車在暴雨環境下的防水、排水與行駛功能。重點是確認雨水不會由車身接縫、門窗、玻璃、通風口等處大量滲入，也不致使引擎、電氣設備或其他重要系統失常。

本題屬於車輛環境適應性試驗的說明題，核心是交代試驗目的、模擬方式、檢查項目及判定重點。題目未指定某一試驗標準或定量條件，因此應說明一般試驗內容，不宜自行套用特定雨量、風速或試驗時間。

解題方法

作答可依「模擬暴雨環境 → 觀察車輛狀態 → 檢查滲水與功能」的順序說明：

1. 建立試驗環境：在淋雨試驗設備或試驗場中，以噴水裝置模擬強降雨，並配合風勢，使車輛前、後、左、右及上方等部位都受到淋水。試驗條件依車種與採用的試驗規範設定。
2. 使車輛處於代表性狀態：依試驗目的讓車輛靜止或運轉，並確認車門、車窗、天窗、引擎蓋及行李廂蓋等處於規定狀態。
3. 檢查防水與排水：觀察車室、行李廂及重要設備周圍有無雨水滲入、積水或排水不良。
4. 檢查功能與安全性：確認引擎運轉、電氣設備、照明、雨刷、制動及其他重要系統未因淋雨而失常。
5. 判定試驗結果：依試驗規範檢查漏水位置及程度，並確認車輛各項功能正常；發現異常時，回查密封、排水或防水設計。

核心觀念

本題考查引擎性能試驗中，哪些測試項目直接用來評估或控制車輛造成的空氣污染與噪音。判斷關鍵是看測試結果是否直接反映污染物排放或噪音，而非只測量引擎輸出、耗油量等性能。

解題方法

逐項辨別測試目的：

• 測量排氣中的污染物，屬於排氣污染防治。
• 測量引擎運轉噪音，屬於噪音防治。
• 測量馬力、扭力、燃料消耗率等，主要是評估引擎性能或經濟性；除非另有排放或噪音測項，否則不直接屬於公害防治。

與公害防治直接相關的項目

1. 排氣污染測試 測量引擎排氣中的污染物，例如一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化物（NOx）及粒狀污染物等，用以判定排氣污染程度，並作為燃燒控制、空氣燃料比調整及排放控制裝置效能評估的依據。測試內容與限值依車種、燃料及適用檢測程序而異。

核心觀念

側滑試驗是以低速直線行駛時，量測前輪造成的橫向偏移，作為檢查前輪定位狀況的簡易方法。前輪的前束角、外傾角等定位因素會使輪胎行進方向與車輛實際前進方向不完全一致；輪胎因此產生側向力，推動側滑試驗器的滑板橫向移動。

試驗器量得的「側滑度」通常以每行駛一公里的橫向偏移量表示，單位為公尺／公里（m/km）。正、負號表示偏移方向；判讀重點是偏移量的大小及是否在規定範圍內。

以命題當年（民國 109 年）法規為準，《道路交通安全規則》第 39 條及第 39 條之 1 所列申領牌照檢驗與定期檢驗項目，均包括前輪側滑度合於規定；檢驗合格基準為每公里側滑度不超過正負 5 公尺，即 $|S|\leq 5\ \text{m/km}$。

解題方法與檢驗程序

作答可依「試驗原理、儀器作用、操作步驟、判定基準」說明：

1. 檢查並歸零：確認側滑試驗器滑板無污物、卡滯，指示器回到零位，滑板能順暢橫向移動。
2. 車輛準備：車輛以正常行駛狀態進入檢驗線，前輪保持正直，沿直線低速行駛；駕駛人不應在滑板上急轉方向盤、急煞車或任意加速。
3. 前輪通過滑板：使左右前輪依規定路徑平穩通過側滑試驗器。輪胎與滑板間的橫向作用力會帶動滑板位移，儀器將位移換算為單位行駛距離的側滑度。

核心觀念

本題考查汽、機車喇叭的音量檢驗原理、量測條件與合格判定。喇叭須能提供足以警示其他用路人的聲音；音量過低會削弱警示效果，過高則可能造成噪音。檢驗時以聲級計量測喇叭發聲時的聲壓級，並依規定距離與位置判定。

聲音音量以分貝表示。分貝是對數尺度，聲壓級可寫為：

其中 $p$ 為量得的聲壓，$p_0$ 為基準聲壓。車輛喇叭檢驗使用 A 加權聲級，以 dB(A) 表示，反映人耳對不同頻率聲音的感受。

解題方法與檢驗程序

作答時依「儀器與環境 → 車輛及麥克風位置 → 操作量測 → 判定」說明。法規檢驗須交代量測距離和音量範圍，避免把型式安全審驗條件與一般車輛檢驗條件混為一談。

1. 確認檢驗項目與儀器 使用經校正的聲級計，設定 A 加權量測；檢驗前確認儀器功能及校正狀態。車輛置於平坦、開闊處，避免牆面或大型障礙物反射聲音而影響讀值。

2. 控制背景噪音與風聲 測試時應避免附近噪音干擾，並注意麥克風風聲。背景噪音及風聲須低於量測值至少 10 dB(A)，使讀值主要反映喇叭聲音。

3. 安排車輛及量測位置 車輛保持靜止，將聲級計麥克風置於車輛前方、車輛縱向中心線上，依檢驗規定的高度與距離測量。一般車輛檢驗的喇叭音量判定，以車前 2 公尺處為量測位置；