民國115年 普通考試 輪機技術 船舶主機概要
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題目
就工作原理而言，請比較四行程與二行程柴油機之特點。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、比較基準：四行程柴油機每完成一個工作循環需曲軸轉兩轉、活塞行經四個行程；二行程柴油機僅需曲軸轉一轉、活塞兩個行程。兩者同屬壓燃式（compression ignition）內燃機，主要差異在換氣方式、工作循環安排與單位排氣量所能輸出之功率。
- 二、四行程之工作原理與特點：依進氣、壓縮、燃燒膨脹（動力）、排氣四行程依序進行，進排氣閥由凸輪軸驅動。其換氣時間充分、掃氣損失小、殘留廢氣少，容積效率與燃油消耗率較佳，熱負荷較低、排放較易控制；但因每兩轉才爆發一次，單位排氣量功率較低，且零件較多、重量體積較大、造價與維護成本較高。
- 三、二行程之工作原理與特點：活塞下行時掃氣口與排氣口（或排氣閥）開啟，以掃氣空氣將廢氣驅出並同時充氣；活塞上行關閉氣口後進行壓縮，上死點前噴油燃燒膨脹作功。每轉一次動力行程，功率密度高、運轉較平穩、構造簡單；惟換氣時間短，易生掃氣短路與廢氣殘留，燃油消耗率與排放較差，熱負荷較高。
- 四、主要差異比較：功率重量比以二行程較高；容積效率與部分負荷燃油消耗以四行程較佳；掃氣型式二行程有橫流、迴流與單流掃氣，四行程則靠氣閥換氣；二行程多配合極長行程與高壓增壓，四行程轉速較高。起動、換向與維護方面，二行程大型機多採直接換向，四行程則常用於發電與中小型推進。
- 五、應用與限制：大型低速二行程柴油機因可直接驅動螺旋槳、燃用劣質燃油，為商船主機主流；中高速四行程機則廣泛用於發電機組、渡輪與中小型船舶。現代二行程機以長行程、單流掃氣、電子控制排氣閥與高壓共軌噴射改善換氣與排放，四行程機則以渦輪增壓與廢氣再循環提升效率。
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。