114 港務人員升資考試員級晉高員級 技術類(選試輪機工程)-臺灣港務公司 輪機工程 考古題詳解
第 一 題25 分
請敘述柴油機燃油過濾器的重要性與維護要點。
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核心觀念
柴油機燃油過濾器的作用,是在燃油進入燃油泵、噴油器等精密部件前,去除燃油中的固體雜質與部分沉渣,降低零件磨耗、卡滯及燃燒異常的風險。燃油中的鏽屑、焊渣、砂粒、纖維、油泥及催化細粉等,可能磨損燃油泵精密偶件,堵塞噴油器噴孔,或使針閥動作不良,進而造成噴油量不均、霧化變差、排氣溫度異常與柴油機出力下降。
過濾器通常分為粗濾器與精濾器:粗濾器先截留較大的雜質,精濾器再去除較細微粒。燃油系統常採用可切換的雙聯過濾器,使一側清洗或更換濾芯時,另一側仍能供油,避免柴油機中斷運轉。
解題方法
本題是敘述題,可依「重要性」與「維護要點」兩部分作答。先說明過濾器保護燃油設備及維持燃燒品質的功能,再按日常監測、清潔保養、切換操作與故障處置整理維護措施。
一、燃油過濾器的重要性
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保護燃油泵與噴油器 燃油泵柱塞、套筒及噴油器針閥等配合間隙極小,硬質顆粒會造成磨粒磨耗、刮傷或卡滯;細小噴孔遭堵塞也會使噴油品質惡化。
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維持柴油機正常燃燒 過濾器使燃油較潔淨、供油較穩定,有助於維持正確噴油量與良好霧化,減少燃燒不完全、冒黑煙、排氣溫度偏高及各缸出力不均等問題。
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避免供油系統故障與停機 濾除雜質可降低燃油泵及噴油器故障、管路與閥件堵塞的機率,提升柴油機可靠度與運轉安全。
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作為燃油處理品質的監測點 濾器內沉積物的種類與數量可反映燃油清潔度、油櫃管理及燃油處理狀況。若短時間內反覆堵塞,應追查燃油污染、油泥或上游設備異常。
二、維護要點
- 監測濾器前後壓力差 定期記錄濾器入口與出口壓力,留意壓差是否逐漸升高或超過製造廠規定值。壓差升高通常表示濾芯堵塞;若壓差突然異常,也應檢查濾芯破損、旁通閥作動及壓力表是否正常。不得只依固定時間清洗,應同時依壓差與製造廠要求判斷。
第 二 題25 分
請說明冷凍壓縮機吸氣壓力過低的原因與影響。
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核心觀念
本題考冷凍循環的低壓側運轉狀況,以及吸氣壓力過低對蒸發、壓縮機運轉與冷凍效果的影響。蒸發器內冷媒蒸發後成為低壓蒸氣,經吸氣管進入壓縮機;吸氣壓力大致反映蒸發壓力,而蒸發壓力與蒸發溫度相對應。吸氣壓力過低,表示蒸發器的蒸發條件異常,或冷媒供給、熱負荷不足。
解題方法
可從冷凍系統的低壓側依序判斷:先找出會使蒸發器供液量或熱負荷降低的原因,再說明低吸氣壓力如何影響蒸發溫度、冷量與壓縮機運轉。作答時應把「原因」與「影響」分開列出,並涵蓋冷媒不足、流路受阻、蒸發器負荷不足及壓縮機本身異常等面向。
吸氣壓力過低的原因
- 冷媒量不足或冷媒洩漏:系統冷媒充填量不足,蒸發器供液量減少,低壓側壓力下降。
- 膨脹閥供液不足:膨脹閥設定不當、閥口堵塞、感溫包安裝或接觸不良,會使進入蒸發器的冷媒流量不足。
- 液管或乾燥過濾器阻塞:管路、電磁閥或乾燥過濾器堵塞,使冷媒供應受限;阻塞處前後常伴隨明顯壓力或溫度差。
- 蒸發器結霜、積垢或風量/水量不足:空氣冷卻器結霜、髒污,或風扇、水泵故障,使熱量無法充分傳入蒸發器,冷媒蒸發量下降。
- 蒸發器熱負荷過低:冷藏空間已達設定溫度、貨物熱負荷很小,或冷卻介質流量不足,均會使蒸發器吸熱減少,蒸發壓力降低。
- 吸氣管阻力過大或壓縮機吸氣閥異常:吸氣管過長、管徑過小、閥件未全開或吸氣閥故障,會造成壓縮機入口壓力偏低。
- 壓縮機容量大於系統負荷:卸載裝置、容量控制或蒸發壓力調節失常,使壓縮機抽吸量過大,低壓側壓力下降。
吸氣壓力過低的影響
第 三 題25 分
請說明空調系統中冷凝器散熱不良而產生的現象。
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核心觀念
本題考查蒸氣壓縮式空調系統中,冷凝器的散熱功能,以及散熱不足時對冷媒高壓側與整個冷凍循環的影響。
冷媒在冷凝器內把熱量排至冷卻水或周圍空氣,並由高壓過熱蒸氣冷凝成液體。冷凝器的熱負荷為蒸發器吸收的熱量與壓縮機輸入功之和:
散熱不良時,冷媒熱量不易排出,冷凝壓力與冷凝溫度上升,造成高壓側運轉異常。
解題方法
依「散熱不足 → 冷凝溫度、壓力升高 → 壓縮機與冷凍循環受影響」的順序,列出可觀察的現象:
- 冷凝壓力升高:冷媒在較高壓力下才能達到與冷卻介質間的傳熱溫差,故高壓錶讀值上升。
- 壓縮機負荷增加:排氣壓力升高使壓縮比增加,壓縮機所需功率與排氣溫度通常上升,馬達電流也可能增加。
第 四 題25 分
請說明船舶交流發電機常採用三相四線制的原因。
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核心觀念
船舶交流發電機採用三相四線制,主要是讓同一套發電系統能同時供應三相動力負載與單相照明、通信及生活用電。所謂「三相四線」,是指三相導線加上一條中性線;中性線通常由發電機的星形(Y)接線中性點引出。
解題方法
從船上負載的種類與配電需求說明即可:
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同時供應三相與單相負載 三相導線可供應電動機等三相負載;任一相線與中性線之間,則可供應單相負載。因此船舶不必另設一套單相發電系統。
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提供相電壓與線電壓 在平衡星形系統中,線電壓 與相電壓 的關係為 三相線之間可取線電壓供三相設備使用,相線與中性線之間可取相電壓供單相設備使用,能配合不同額定電壓的負載。