高考申論題
110年
[汽車工程] 汽車設計
第 一 題
📖 題組：
三、有一商用車重W = 100,000 N，輪胎滾動摩擦係數為 $f_r = 0.01$，車輛風阻係數 $C_d = 0.80$，車輛正投影面積 $A = 7.0 \, \text{m}^2$，空氣密度 $\rho = 1.228 \, \text{kg/m}^3$，引擎傳到驅動輪之動力為 $125 \, \text{KW}$，若傳動系統匹配恰當，試估算：（每小題 10 分，共 30 分） (一)車速 25 m/s 時之最大爬坡能力。 (二)在爬 1 比 20 之坡時之最大車速。 (三)在(二)狀況下，若驅動輪胎直徑 100 cm，請問由引擎傳送到驅動輪胎扭矩為若干？
三、有一商用車重W = 100,000 N，輪胎滾動摩擦係數為 $f_r = 0.01$，車輛風阻係數 $C_d = 0.80$，車輛正投影面積 $A = 7.0 \, \text{m}^2$，空氣密度 $\rho = 1.228 \, \text{kg/m}^3$，引擎傳到驅動輪之動力為 $125 \, \text{KW}$，若傳動系統匹配恰當，試估算：（每小題 10 分，共 30 分） (一)車速 25 m/s 時之最大爬坡能力。 (二)在爬 1 比 20 之坡時之最大車速。 (三)在(二)狀況下，若驅動輪胎直徑 100 cm，請問由引擎傳送到驅動輪胎扭矩為若干？
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
車速 25 m/s 時之最大爬坡能力。
思路引導 VIP
這是一道標準的車輛動力學計算題，核心在於建立「驅動力與行駛阻力平衡方程式」。考生應先由引擎傳至驅動輪的功率與車速求出可用驅動力，接著計算該車速下的空氣阻力與滾動阻力，最後利用剩餘驅動力推導出最大爬坡能力（坡度阻力）。
小題 (二)
在爬 1 比 20 之坡時之最大車速。
思路引導 VIP
本題測驗核心為『車輛行駛方程式』與『功率-速度關係』。解題策略需先算出常數阻力（滾動阻力與坡度阻力），再將空氣阻力表示為車速 V 的函數，最後利用 P = F × V 建立一元三次方程式，透過試誤法或數值分析求解最大車速。
小題 (三)
在(二)狀況下，若驅動輪胎直徑 100 cm，請問由引擎傳送到驅動輪胎扭矩為若干？
思路引導 VIP
考生看到此題應先釐清，這是一道典型的車輛動力學計算題。須先延續前一題的行駛阻力（滾動、坡度、風阻）與功率平衡方程式求出最大車速 V，接著利用「扭矩 = 驅動力 × 輪胎半徑」（T = Ft × R）的關係，即可求得傳遞至驅動輪的扭矩。