汽車動力機及底盤　申論題歷屆試題與參考架構

高考三級，民國 102～105 年共 4 份試卷、22 題，其中 22 題附參考答題架構。考這一科的類科：汽車工程。本頁列出歷年全部題目，參考架構只列開頭的「破題」，完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。

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105 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

  1. 1

    以下是汽車專有名詞之縮寫，請先翻譯成中文，並解釋。（每小題 5 分，共 15 分）

    （一） TDC

    （二） EMS

    （三） IAC

    （15 分）

    參考架構・破題

    名詞解釋題要「英文全名＋中文譯名＋定義＋在汽車上的功能或應用」四件事都寫到，每小題 5 分，平均分配篇幅。

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  2. 2

    引擎的替代性燃料發展種類眾多，請說明若以醇類為內燃機替代性燃料有何優缺點。（15 分）

    （15 分）

    參考架構・破題

    醇類燃料以甲醇、乙醇為代表，回答時先點出其分子含氧、辛烷值高、熱值低三大特性，再由這些特性推導出優缺點，邏輯會比條列記憶更完整。

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  3. 3

    請說明車輛引擎中電子燃料噴射系統之原理及可能包含那些感知器（sensors）及作動器（actuators）。（15 分）

    （15 分）

    參考架構・破題

    電子燃料噴射的核心是「ECU 依感知器訊號算出進氣量與引擎狀態，控制噴油嘴開啟時間（脈寬）以達目標空燃比」，答題以輸入—運算—輸出三段鋪陳。

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  4. 4

    請探討內燃機汽油引擎壓縮比對於引擎性能、排放污染之影響及有何改善之道？（15 分）

    （15 分）

    參考架構・破題

    壓縮比提高可提升熱效率，但受爆震與 NOx 限制，作答要呈現「效率與爆震／排放之間的取捨」，再提出突破這個限制的技術。

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  5. 5

    請說明油壓式汽車動力轉向系統包括那些元件，並解釋其構造及作用原理。（20 分）

    （20 分）

    參考架構・破題

    油壓動力轉向是以引擎驅動的油泵產生油壓，經轉向控制閥依駕駛施力方向送入動力缸，以減輕轉向操作力；作答依「元件—構造—作用（直行、左轉、右轉）」展開。

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  6. 6

    請說明四輪驅動（4WD）及全輪驅動（AWD）作動原理之區別。（20 分）

    （20 分）

    參考架構・破題

    4WD 與 AWD 都把動力送到四個車輪，差別在於「前後軸之間是否有中央差速機構、能否在乾燥鋪裝路面上長時間四輪驅動」以及「切換方式是駕駛手動或系統自動」。

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104 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

  1. 1

    請說明下列各名詞意義：（每小題 5 分，共 10 分）

    （一）平均制動有效壓力（Brake mean effective pressure, BMEP）

    （二）觸媒啟用溫度（Light-off temperature）

    （10 分）

    參考架構・破題

    兩個名詞分別屬於引擎性能評估與排氣後處理，作答要寫定義、公式或物理意義，再說明工程上的用途。

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  2. 2

    目前幾乎所有引擎皆為噴射（Fuel injection）引擎，請說明：

    （一）噴射引擎主要優點為何？（5 分）

    （二）噴射引擎主要元件有那些？其個別功能為何？請分別說明。（15 分）

    （20 分）

    參考架構・破題

    本題分兩小題：先以化油器作對比寫出噴射引擎優點（5 分），再以燃油、進氣、電子控制三大系統分類列元件與功能（15 分），篇幅應集中在第二小題。

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  3. 3

    最近新推出之新車其引擎多裝置渦輪增壓器（Turbocharger），請說明渦輪增壓器之功能為何及其對汽油引擎（SI）可能產生之影響為何？（20 分）

    （20 分）

    參考架構・破題

    渦輪增壓利用排氣能量驅動渦輪帶動壓縮機，提高進氣密度；作答先講功能與構造原理，再分正面（性能、引擎小型化）與負面（爆震、渦輪遲滯、熱負荷）影響，最後帶出對策。

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  4. 4

    假設一台重 15 kN 的車輛以 108 km/h 行駛在平坦路面上，當給予 10 kN 的緊急煞車力時，求該車的煞車距離為多少 m（設重力加速度 g 為 9.8 m/s2，計算值請取至小數點第一位）？（20 分）

    （20 分）

    參考架構・破題

    本題為功能—能量或牛頓第二定律計算題：由車重求質量、由煞車力求減速度，再以等減速度運動公式求煞車距離；單位換算是關鍵。

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  5. 5

    （一）何謂轉向前展（Toe-out on turn）？（5 分）

    （二）請繪圖輔助說明一輛汽車在右轉時的作動原理。（15 分）

    （20 分）

    參考架構・破題

    轉向前展源自阿克曼（Ackermann）轉向原理：轉彎時內側輪轉角須大於外側輪，使四輪繞同一轉向中心作純滾動；本題要先定義，再畫右轉時的幾何圖說明。

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  6. 6

    專有名詞解釋：先譯成中文，後解釋。（每小題 5 分，共 10 分）

    （一） Regenerative braking system

    （二） Under steering

    （10 分）

    參考架構・破題

    兩小題都要先翻成中文，再解釋原理與影響；一個是電動化車輛的能量回收，一個是操控特性，各 5 分平均作答。

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103 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

  1. 1

    若一個汽缸容積為 450 c.c.，壓縮比為 10：1 的四缸引擎，請計算該引擎之排汽量、汽缸容積與燃燒室的容積比及總燃燒室之容積各為多少？（14 分）

    （14 分）

    參考架構・破題

    本題考壓縮比的定義與換算：壓縮比＝（行程容積＋燃燒室容積）÷燃燒室容積。關鍵在先寫出定義式與各符號意義，再依題意逐步代入，並交代題目「汽缸容積」採哪一種解讀。

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  2. 2

    請詳細說明油料：

    （一）辛烷值的定義、所代表的物理意義，及與油料性質中的自燃溫度和火焰傳播速度的相關連性。（18 分）

    （二）十六烷值的定義、所代表的物理意義，及與油料性質中的自燃溫度和點火延遲的相關連性。（18 分）

    （36 分）

    參考架構・破題

    辛烷值是汽油（火花點火引擎）抗爆震能力的指標，十六烷值是柴油（壓縮點火引擎）著火性的指標；兩者恰好相反：汽油要「不易自燃」，柴油要「容易自燃」。作答要把定義、物理意義與自燃溫度、火焰傳播速度／點火延遲的關係串起來。

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  3. 3

    請畫圖說明車輛底盤所使用的扭力桿（torsion bar）與平衡桿（stabilizer）構造（5 分）與裝置位置。（5 分）當車輛負荷改變時，說明兩者在功能上的相異處。（10 分）

    （20 分）

    參考架構・破題

    扭力桿是「彈簧元件」，負責承受車重與路面衝擊；平衡桿（防傾桿、穩定桿）是「抗側傾元件」，只在左右輪變形不同時才發揮作用。作答以兩張簡圖分別標出構造與安裝位置，再以負荷變化情境比較功能。

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  4. 4

    設 A、B、C 分別為汽車自動變速箱內單一行星齒輪組的太陽齒輪（sun gear）齒數、內環齒輪（internal ring gear）齒數、行星齒輪架（planet gears with carrier）齒數，若將行星齒輪架作為輸出軸時，請繪圖輔助說明可以設計出多少檔位？（10 分）並分別寫出各檔位的變速比值（conversion ratio）。（10 分）

    （20 分）

    參考架構・破題

    本題考單一行星齒輪組的速比推導。行星架本身沒有實際齒數，常以「等效齒數 C＝A＋B」處理。以行星架為輸出時，固定與輸入元件的組合只能得到兩種減速檔與一個直接檔，倒檔必須固定行星架，因此不在本題範圍。

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  5. 5

    下列專有名詞請先譯成中文，後說明其意涵。（每小題 5 分，共 10 分）

    （一） Converter

    （二） Caster angle

    （10 分）

    參考架構・破題

    名詞解釋題，每小題 5 分，格式為「中文譯名＋定義＋構造或原理＋功能與影響」，簡潔完整即可，可配一張小圖加分。

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102 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

  1. 1

    火花點火（spark ignition, SI）之四行程引擎之進氣體積效率（volumetric efficiency）隨引擎轉數（RPM）而變化，一般為中間高，兩頭低之曲線，請分析其形成之原因。（15 分）

    （15 分）

    參考架構・破題

    容積效率是實際吸入空氣質量與活塞排量在進氣狀態下可容納質量之比。曲線中間高、兩端低，是因為低速與高速各有不同的損失機制，而中速時進氣慣性與氣門正時最匹配。作答宜先畫曲線，再分低、中、高速三段說明。

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  2. 2

    內燃機運轉時，形成碳氫化合物（HC）可能之排放機構（形成原因）為何？請說明之。（15 分）

    （15 分）

    參考架構・破題

    未燃碳氫化合物 HC 主要不是因為「燃料不夠氧氣」，而是部分燃料躲過火焰或沒有燃燒。作答以火花點火引擎為主，依機構逐項說明，最後補柴油引擎與控制方法。

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  3. 3

    近來風行油電混合動力車輛（hybrid vehicle），請分別說明：

    （一）混合動力車輛之系統及其優點特性。（10 分）

    （二）混合動力車輛之行駛策略及其為何可提升行駛效率？（10 分）

    （20 分）

    參考架構・破題

    混合動力車同時具備引擎與電動機兩種動力源，核心精神是讓引擎盡量在高效率區運轉，其餘由電動機補足並回收煞車能量。作答先分類系統架構，再說明行駛模式與提升效率的原理。

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  4. 4

    專有名詞解釋：先譯成中文，後解釋。

    （一）braking ratio（5 分）

    （二）unsprung weight（5 分）

    （10 分）

    參考架構・破題

    名詞解釋題，每小題 5 分。先寫中文譯名，再寫定義、公式或構成，最後寫對車輛性能的影響。braking ratio 在不同教材定義略有差異，作答時宜先說明所採定義。

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  5. 5

    若調整單邊橫拉桿之長度以校正前束（toe-in）將導致何種轉向現象？（10 分）請以四連桿轉向機構圖輔助說明之。（10 分）六、車輛在行駛中影響輪胎滾動阻力（rolling resistance）大小的主要因素有那些？（5 分）並分別說明與滾動阻力之間的相互關係。（15 分）

    （40 分）

    參考架構・破題

    本題實際包含兩題：前半為只調單邊橫拉桿校正前束的後果（以轉向梯形四連桿說明），後半為輪胎滾動阻力的影響因素。前者核心是左右轉向幾何失去對稱，後者核心是滾動阻力主要來自輪胎變形的遲滯損失。

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題目來源：考選部考畢試題查詢平臺（政府資訊公開資料）；參考架構為本站自撰，僅供準備方向參考，非官方標準答案。最後更新：。