民國115年 普通考試 輪機技術 船舶主機概要
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題目
請說明船舶柴油主機渦輪增壓機振動之主要原因。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、定義與分類：船舶柴油主機之渦輪增壓機（turbocharger）由廢氣渦輪、離心式壓縮機、轉軸與軸承組成，轉速極高、內部間隙細小，其振動來源可分為機械性、流體性與結構安裝性三大類。振動過大將造成軸承燒損、葉片疲勞破裂、氣封磨損，甚至增壓機失效而使主機降載，因此振動監測為輪機管理的重要診斷項目。
- 二、機械性原因：主要包括轉子動平衡不良，如葉片積碳、結垢、腐蝕或異物打傷造成質量偏心；轉軸彎曲或熱變形；壓縮機端與渦輪端對心不良；浮動軸承（floating bearing）或滾動軸承磨損、間隙過大；葉輪鎖緊螺帽鬆動；軸封與氣封摩擦。此類振動多與轉速同步，頻率常出現在一階或二階轉速。
- 三、流體性原因：壓縮機喘振（surge）與旋轉失速（rotational stall），常因負荷驟變、進氣濾器堵塞或排氣背壓過高而發生，振動呈低頻週期性；葉片通過頻率（blade passing frequency）激振；進氣流場不均、蝸殼（volute）或擴壓器（diffuser）污損；排氣管脈動與管路共振。此類振動通常隨負荷與轉速改變而變化。
- 四、結構與安裝性原因：增壓機基座或支架剛性不足、固定螺栓鬆動、隔振器（vibration isolator）老化；機體與主機或船體結構發生共振；進排氣管路支撐不當、膨脹接頭失效；主機扭振或燃燒爆震經排氣傳遞。此外，潤滑油壓力不足或油品劣化造成油膜不穩，亦會引發次同步振動（oil whirl）。
- 五、診斷與對策：以振動頻譜分析、相位量測與包絡分析判別故障頻帶，並配合油液分析、軸承間隙與對心檢查。對策包括轉子動平衡校正、重新對心、更換軸承與密封、清洗葉輪、調整進排氣系統與背壓、避開共振轉速區，並落實定期振動監測（condition monitoring）與保養紀錄，以早期發現異常。
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。