普考申論題
105年
[輪機技術] 船舶主機概要
第 一 題
📖 題組：
某船用低速二行程柴油主機為 10 氣缸，缸徑 0.5 m，衝程 1.6 m。當在轉速 120 rpm 下運轉時，由示功器顯示所得之指示平均有效壓力（indicated mean effective pressure）為 1800 kPa。柴油機之機械效率為 84%，單位制動馬力之耗油率（制動比耗油率，brake specific fuel consumption rate）為 180 g/kWhr。壓力之單位換算為：1 kgf/cm² = 98.07 kPa，馬力之單位換算為：1 kW = 1.3596 PS。試計算求出： (一)柴油機之制動扭力，以 kNm 為單位。（7 分） (二)柴油機之制動馬力，以 kW 為單位。（7 分） (三)柴油機在此狀況下連續運轉 24 小時所消耗之燃油量，以公噸為單位。（6 分）
某船用低速二行程柴油主機為 10 氣缸，缸徑 0.5 m，衝程 1.6 m。當在轉速 120 rpm 下運轉時，由示功器顯示所得之指示平均有效壓力（indicated mean effective pressure）為 1800 kPa。柴油機之機械效率為 84%，單位制動馬力之耗油率（制動比耗油率，brake specific fuel consumption rate）為 180 g/kWhr。壓力之單位換算為：1 kgf/cm² = 98.07 kPa，馬力之單位換算為：1 kW = 1.3596 PS。試計算求出： (一)柴油機之制動扭力，以 kNm 為單位。（7 分） (二)柴油機之制動馬力，以 kW 為單位。（7 分） (三)柴油機在此狀況下連續運轉 24 小時所消耗之燃油量，以公噸為單位。（6 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
柴油機之制動扭力，以 kNm 為單位。（7 分）
思路引導 VIP
這題考查主機性能參數的基礎計算。關鍵在於理解二行程柴油機的循環特性（每轉一圈作功一次），可透過『指示平均有效壓力』乘上『機械效率』求得『制動平均有效壓力』，再利用『引擎單轉作功 = 扭力 × 2π』的幾何關係式，即可直接推導出制動扭力，無需依賴轉速。
小題 (二)
柴油機之制動馬力，以 kW 為單位。（7 分）
思路引導 VIP
本題為典型的柴油機馬力計算題。首先利用『PLAN公式』計算出指示馬力（IP），需特別注意此為『二行程』引擎，因此每轉一圈即產生一次動力衝程。求出指示馬力後，再乘上機械效率即可得到制動馬力（BP）。
小題 (三)
柴油機在此狀況下連續運轉 24 小時所消耗之燃油量，以公噸為單位。（6 分）
思路引導 VIP
本題的核心在於求出『總耗油量』。考生應先聯想到公式：總耗油量 = 制動馬力(kW) × 制動比耗油率(g/kWhr) × 運轉時間(hr)。因此，解題第一步必須先利用題幹給予的氣缸參數與平均有效壓力求出『指示馬力』，乘上機械效率得到『制動馬力』後，再代入耗油量公式，最後記得將公克(g)換算為公噸(ton)。