110 高普考高考三級 汽車工程 汽車動力機 考古題詳解

核心觀念

汽鎖現象（vapor lock）是指汽油在燃料供給系統中、尚未進入汽缸前，因受熱而汽化，形成蒸氣泡並阻礙燃料流動。常見位置包括燃油管、燃油泵及化油器。此現象常發生於高溫、高負荷或停車後熱浸時；燃油揮發性高、供油管靠近排氣歧管等熱源，也會增加發生機率。

汽油是否汽化，與燃料蒸氣壓、燃料溫度及供油系統壓力有關。溫度升高或局部壓力降低時，燃料較容易汽化。汽油在燃料管路中適度汽化並無助於供油，反而會因蒸氣可壓縮、密度低，使燃油泵輸送能力下降，甚至形成氣阻，造成燃料供應中斷或不足。

解題方法：由供油故障連結到燃燒

答題時依「燃料管路汽化 → 供油量不穩或中斷 → 空燃比偏稀或供油中斷 → 燃燒不良、動力下降」說明即可。汽鎖的直接成因在燃料供給系統，因此應把燃燒影響說成燃料供應不足所造成的結果。

汽鎖使進入化油器或噴油器的燃料減少，混合氣可能變得過稀，造成燃燒不完全、燃燒不穩、失火、怠速不穩、加速不良及引擎輸出下降；情況嚴重時會熄火，並可能因燃油供應未恢復而難以重新起動。化油器系統若浮子室內蒸氣壓力升高，也可能使燃料被推過噴嘴而造成混合氣過濃；因此汽鎖的燃燒結果不必一概說成偏稀，但典型的供油受阻會導致供油不足與偏稀。

改善方法

核心觀念

$DOHC/16V$ 是汽油引擎配氣機構與汽門數的標示：

• DOHC（Double Overhead Camshaft，雙頂置凸輪軸）：汽缸頭上設置兩支凸輪軸，通常分別控制進氣汽門與排氣汽門。
• 16V（16 valves，16 汽門）：指整具引擎共有 16 個汽門。若為常見的四汽缸引擎，即每缸 4 個汽門，通常是 2 個進氣汽門與 2 個排氣汽門。

DOHC 描述凸輪軸配置，16V 描述汽門總數，兩者意義不同；若未說明汽缸數，不能單憑「16V」斷定每缸汽門數。

解題方法

先拆解標示：由 DOHC 說明凸輪軸的位置、數量及控制方式，再由 16V 說明汽門總數。最後將多汽門與雙凸輪軸對進、排氣流動及配氣控制的影響，整理成設計優點。

以常見四汽缸、每缸四汽門的配置為例，進氣與排氣各有兩個汽門。較大的總汽門流通面積，有助於提高引擎在進氣與排氣時的流量；分設凸輪軸則可分別控制進氣與排氣汽門的開閉時機及揚程設計。

設計優點

核心觀念

機械增壓與渦輪增壓都屬於引擎的進氣增壓方式：利用壓縮機提高進氣壓力與密度，使汽缸在進氣行程中吸入較多空氣，進而增加可燃混合氣量及引擎輸出功率。增壓後通常須配合供油量、點火或噴油控制，並注意爆震、排氣溫度及零件熱負荷。

兩者的主要差異在於壓縮機的驅動能源不同：

• 機械增壓（mechanical supercharging）：由引擎曲軸透過皮帶、齒輪或鏈條直接帶動壓縮機。
• 渦輪增壓（turbocharging）：以引擎排氣驅動渦輪，再由渦輪與壓縮機共用的轉軸帶動進氣壓縮機。

解題方法

採「共同目的、驅動來源、性能特性、系統代價」四個面向比較。作答時先說明兩種系統都藉提高進氣密度增加引擎充氣量，再指出能源來源不同，最後連結各自的優缺點，即可完整呈現異同。

核心觀念

本題考查差速器。車輛轉彎時，左右車輪走過的路徑半徑不同，因此行駛距離及所需轉速也不同。若左右驅動輪被固定成相同轉速，輪胎便會發生滑動、磨耗增加，傳動系統也會承受額外應力。

解題方法與工作原理

以一般後輪驅動車的開放式差速器為例，動力由傳動軸傳至主減速齒輪，再帶動差速器殼旋轉。差速器殼內的行星齒輪（又稱小齒輪）與左右半軸齒輪（側齒輪）嚙合，將動力分配至左右半軸。

• **直線行駛：**左右車輪阻力與轉速相近，行星齒輪隨差速器殼公轉，通常不會相對自轉，因此左右半軸轉速相同。
• **轉彎行駛：**外側車輪路徑較長，需要較高轉速；內側車輪路徑較短，需要較低轉速。行星齒輪一面隨差速器殼公轉，一面繞自身軸線自轉，讓外側半軸齒輪加速、內側半軸齒輪減速，兩側車輪得以不同轉速旋轉。

對稱式差速器的轉速關係為：

核心觀念

混合式電動車（Hybrid Electric Vehicle, HEV）以內燃機與電動機作為主要動力來源，並透過電池、發電機及動力控制系統，依行駛狀況調配動力。題目主要考查的是引擎與電動機如何連接、動力如何傳到車輪。

依動力傳遞路徑，可分為**串聯式、並聯式及混聯式（串並聯式）**三類。各車型的運轉模式會依車速、負載、電池電量及控制策略而異。

解題方法

作答時先依動力流向分類，再說明每一類中引擎、發電機、電動機與車輪的關係：

一、串聯式混合動力車

引擎不直接帶動車輪，而是帶動發電機發電；發出的電力供電動機驅動車輪，或先儲存在電池中。

• **起步、低速或輕負載：**電池供電給電動機，由電動機驅動車輪。
• **電池電量不足或行駛負載增加：**引擎帶動發電機，提供電力給電動機，必要時也替電池充電。
• **煞車或減速：**電動機可轉為發電機，回收車輛動能並為電池充電。

此型態的車輪由電動機驅動，動力控制較有彈性；但引擎輸出的機械能須經「發電機—電力系統—電動機」轉換，會產生轉換損失。

二、並聯式混合動力車

引擎與電動機都能透過機械傳動系統直接對車輪輸出動力，兩者可單獨或共同驅動。

• **起步、加速或爬坡：**電動機可輔助引擎，提高輸出扭力。
• **一般行駛：**可由引擎單獨驅動，或依控制策略由電動機提供輔助。
• **煞車或減速：**電動機切換為發電機，回收部分動能並充電。