民國115年 高考三級 汽車工程 汽車底盤
第1題
某煞車系統其踏板槓桿比為7，總泵活塞面積為2 cm2，一分泵活塞面積 為4 cm2，另一分泵活塞面積為3 cm2，如圖1 所示。若施加一外力30 kgf 於煞車…
題目
某煞車系統其踏板槓桿比為7，總泵活塞面積為2 cm2，一分泵活塞面積 為4 cm2，另一分泵活塞面積為3 cm2，如圖1 所示。若施加一外力30 kgf 於煞車踏板上，試計算總泵推桿之推力F1 及兩分泵各自之推力F2 及F3 各是多少kgf？（25 分） 圖1、油壓煞車系統簡圖
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、解題假設與力傳遞：本題以靜態、理想油壓系統處理，忽略油管壓力損失、活塞與缸壁摩擦、密封阻力、連桿變形及煞車來令間隙；外力30 kgf經踏板槓桿放大後作用於總泵推桿，再依帕斯卡原理（Pascal's principle）傳至各分泵。
- 二、總泵推桿推力F1：踏板槓桿比為7，代表踏板力對支點之機械利益為7倍，故F1＝30 kgf×7＝210 kgf。此推力沿推桿軸線作用於總泵活塞，是建立系統油壓的輸入力；槓桿比愈大，踏板施力愈輕，但推桿行程與踏板行程會相對增加。
- 三、系統油壓p：總泵活塞面積A1＝2 cm²，依壓力定義p＝F1/A1，得p＝210/2＝105 kgf/cm²。理想密閉油路中，同一時間各處靜壓力相等，故兩分泵均承受105 kgf/cm²；此即油壓煞車能以小力產生大制動力之關鍵。
- 四、各分泵推力：F2＝p×A2＝105×4＝420 kgf；F3＝p×A3＝105×3＝315 kgf。分泵推力與其活塞面積成正比，故面積4 cm²之分泵出力較大；但兩分泵之活塞行程取決於所需排油量與系統平衡，並非推力大者行程必大。
- 五、結果與討論：F1＝210 kgf、F2＝420 kgf、F3＝315 kgf。上述為理想值，實際因管路壓損、橡膠軟管膨脹、密封摩擦與來令回彈，分泵有效推力會略低；若題目另要求踏板行程或油量，則需再給總泵與分泵之行程或容積資料。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。