110 港務人員升資考試佐級晉員級 技術類(選試輪機工程概要)-臺灣港務公司 輪機工程概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查船舶機艙管路的顏色識別。色標讓船員能快速辨認管內介質或管路用途，降低操作及維修時誤判的風險。各船舶或造船規範的色標細節可能不同；本題依臺灣輪機考試常見的傳統船舶管路色標作答。

解題方法

先按管路用途辨認色標：燃油與滑油分別以紅、黃區分；海水與淡水分別為綠、藍；再記住消防紅、艙底水黑、壓氣灰，以及蒸汽與排氣常用銀色。

核心觀念

本題考查柴油主機汽缸內異常燃燒造成的「出怪手」（俗稱拉缸、咬缸）現象，以及缸套破裂後白色煙霧的成因。

「出怪手」是指活塞與汽缸套間的潤滑油膜失效，或因過熱、間隙異常等因素，使活塞環或活塞裙部與缸套表面發生嚴重摩擦、磨損，甚至咬合。若汽缸套破裂，燃燒氣體、冷卻水或潤滑油可能進入不該進入的空間，造成排氣呈白色煙霧，並伴隨主機運轉異常。

解題方法

由題幹的兩個線索判斷故障：

1. 汽缸發生「出怪手」：表示汽缸內活塞組與缸套間發生嚴重摩擦或咬缸，常見誘因包括潤滑不足、冷卻不良、負荷過重、活塞與缸套間隙不當，或燃燒狀況異常導致局部過熱。
2. 缸套破裂並猛冒白煙：破裂處可能使冷卻水漏入汽缸；

核心觀念

渦輪增壓機的核心，是利用柴油機排氣的能量驅動渦輪，再由渦輪帶動壓氣機，提高進入汽缸的空氣壓力與密度。它把部分原本隨排氣排出的能量回收利用，使汽缸每循環能吸入較多空氣，進而燃燒較多燃油、提高柴油機功率。

渦輪增壓機主要由渦輪端、壓氣機端、共用轉軸及軸承構成。船用柴油機常在壓氣機出口設置中間冷卻器，降低壓縮空氣溫度、提高其密度。

解題方法

作答時依照「排氣能量來源 → 渦輪帶動壓氣機 → 空氣增密 → 柴油機性能變化」說明運轉流程，再分別整理優點與限制。

1. 柴油機燃燒後的高溫、高壓排氣進入渦輪端，排氣膨脹並推動渦輪葉輪旋轉。
2. 渦輪葉輪與壓氣機葉輪以同一根轉軸連接，因此渦輪旋轉時，壓氣機也高速旋轉。
3. 壓氣機吸入外界空氣並將其壓縮，送入進氣歧管；經中間冷卻器冷卻後，空氣密度進一步提高。
4. 汽缸每循環可吸入較多氧氣，柴油機便能適當增加噴油量，使燃燒與輸出功率提升。增壓空氣也有助於換氣與掃除汽缸內殘留廢氣。

優點

• **提高功率與功率重量比：**同一排氣量可吸入較多空氣並燃燒較多燃油，提升柴油機輸出；在相同功率需求下，也有利於縮小柴油機尺寸或減輕重量。
• **回收排氣能量：**以排氣能量驅動渦輪，減少這部分能量直接排散。
• **改善換氣與燃燒：**較多新鮮空氣有利於掃氣及燃燒，尤其適合需要持續高功率輸出的船用柴油機。

核心觀念

汽缸冷卻水的作用，是帶走汽缸套、汽缸蓋等燃燒室周圍零件的熱量，使其維持適當工作溫度。冷卻水流量須適中：流量不足會使熱量帶不走；流量過大則會使零件冷卻過度。兩種情況都會影響柴油機的正常運轉與零件壽命。

解題方法

從熱量收支判斷：在柴油機負荷相近時，冷卻水帶走的熱量可用下式表示：

其中 $\dot m$ 為冷卻水質量流率，$c_p$ 為比熱。流量過小時，單位時間帶走的總熱量不足，汽缸受熱零件溫度升高；流量過大時，水側帶熱能力過強，零件溫度偏低，且可能使汽缸內壁低於燃燒氣體中水蒸氣與酸性成分的露點。

流量過小造成的現象

• 冷卻不足，汽缸套、汽缸蓋、活塞等受熱零件溫度過高，嚴重時會產生局部過熱、變形、裂紋或燒損。
• 汽缸套與活塞的熱膨脹增加，潤滑油膜容易破壞，可能造成活塞咬缸、磨損加劇。

核心觀念

本題考查輪機、冷凍空調、甲板機械與船舶環保設備的常用英文名稱。作答時要掌握各設備在船上的功能，並使用輪機英文慣用詞彙。

解題方法

先依設備功能辨認英文：空氣與冷卻系統設備多以用途命名，例如「空氣濾清器」為 air filter；機械設備則使用船舶常用名稱，例如「舵」為 rudder、「造水機」為 fresh water generator。注意不可只按中文字面直譯，應採用機艙現場常見用語。

解題技巧

• 冷卻水泵與中間冷卻器分別是輸送冷卻水的泵及冷卻壓縮空氣或其他介質的設備，不要混淆。
• 舵是控制船舶方向的 rudder；操舵機構則稱 steering gear。