高考申論題
108年
[輪機技術] 內燃機
第 一 題
📖 題組：
四衝程引擎之容積效率與其閥門正時關係甚大。引擎性能模擬時，循環曲柄角度為由 0°至 720°CA，並以壓縮衝程之上死點（TDC）為 0°CA。
四衝程引擎之容積效率與其閥門正時關係甚大。引擎性能模擬時，循環曲柄角度為由 0°至 720°CA，並以壓縮衝程之上死點（TDC）為 0°CA。
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
某四衝程柴油機之進氣閥開啟角度為 350°CA，閥門重疊期共 30°CA，進氣閥開啟期間共 235°CA，排氣閥開啟期間共 245°CA。表示此柴油機之閥門正時，包括進氣閥開啟 IVO 角度、進氣閥關閉 IVC 角度、排氣閥開啟 EVO 角度、排氣閥關閉 EVC 角度。請以一般 bTDC、aTDC、bBDC、aBDC 方式表示之。（10 分）
思路引導 VIP
本題關鍵在於正確建立以「壓縮上死點為0°CA」的曲柄角座標系。首先確立換氣上死點為 360°CA，排氣與進氣之下死點分別為 180°CA 與 540°CA；接著利用重疊期與閥門開啟持續角的定義（如重疊期 = EVC - IVO），依序推算出各個正時的絕對角度，最後再對照基準點轉換成 bTDC/aTDC 等相對表示法。
小題 (二)
有些引擎具有可變閥門正時之機構，說明在不同引擎轉速下，閥門正時對於容積效率之影響。（10 分）
思路引導 VIP
考生應直擊「進氣門關閉時機（IVC）」與「氣流慣性效應」之關聯。低轉速時氣流慣性小，需早關進氣門以防混合氣回流；高轉速時氣流動能大，需晚關以利用慣性增壓。答題時再輔以「閥門重疊角」隨轉速變化的影響，即可完整論述 VVT 對容積效率的作用機制。
四衝程引擎閥門正時
💡 運用 720 度曲柄角座標系，計算進排氣閥啟閉之相對死點位置。
🔗 閥門正時解題步驟
- 1 定位座標系 — 設定換氣上死點為 360°，進氣下死點為 540°。
- 2 求 IVO 與 EVC — 由已知開啟角求 IVO，再由重疊期求出 EVC。
- 3 求 IVC 與 EVO — 利用進/排氣開啟期間分別加減求出關閉與開啟角。
- 4 轉換相對角度 — 將計算出的 CA 角度轉換為 bTDC/aBDC 等標準格式。
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🔄 延伸學習：延伸學習：思考若引擎轉速改變，最佳閥門正時應如何調整（提早或延後）。
