農業動力學 申論題歷屆試題與參考架構
高考三級，民國 103～114 年共 9 份試卷、49 題，其中 49 題附參考答題架構。考這一科的類科：農業機械。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。
114 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
曳引機的動力輸出軸，常以 PTO 簡稱之，它能將引擎的動力傳遞給各種農具，使其獨立運作，如迴轉犁、割草機、播種機、噴霧機等。
（一）傳統上引擎動力至 PTO 有三種主要的傳遞方式，試詳述之。（10 分）
（二）曳引機的 PTO 與外接犂具或割刀的匹配至關重要，試就曳引機的 PTO規格、物理連接匹配（含傳動軸長度）等兩項匹配申論之。 （20 分）
（三）PTO 最常見的規格有：540 RPM 和 1000 RPM。那麼下面的轉速匹配：PTO 1000 RPM 軸接到需要 540 RPM 的農具上、PTO 540 RPM 軸接到需要 1000 RPM 的農具上，分別可能發生什麼狀況？（10 分）
（40 分）
參考架構・破題
本題以 PTO 為主軸，從動力如何傳出、如何與農具匹配，到轉速錯配的後果，考的是曳引機動力傳遞與安全使用的完整概念。作答時先講原理，再談規格與連接，最後用後果收尾。
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- 2
（一）四行程引擎的工作循環為何？在實際引擎的運作中，由於氣體流動的慣性、引擎轉速的變化以及為了最佳化燃燒效率等因素，氣門的開啟和關閉時機並非嚴格地與活塞的上死點（TDC）和下死點（BDC）完全重合，而是以 4 個氣門正時（Valve Timing）參數決定了引擎進氣門和排氣門打開和關閉的確切時機。這 4 個氣門搭配活塞運行的動作是什麼？（15 分）
（二）某四行程汽油引擎之進汽門早開 20 度，晚關 67 度，排汽門早開 67度，晚關 30 度，試繪出氣門正時相位（角度）圖，並請計算氣門重疊角度為多少？氣門重疊角若太大對引擎效率會有什麼影響？（15 分）
（30 分）
- 3
以電動中耕機從事農事工作是可以以半試驗法來進行其消耗功率或續航力的評估。假設農事操作的功率消耗模式為：dE CX n dX上式 E 為消耗功率（kW），X 為作業深度（cm） （假設不考慮空轉的能耗）
（一）假設電動中耕機使用 25000 mAh 容量的電池，其工作電壓為 48 V，則電池可以提供多少電能（kWh）從事農事作業？若電池上標有 50 C是什麼意思？（10 分）
（二）經實驗得電動中耕機農事操作的功率消耗模式之 n -0.5，挖 10 cm 土深可挖 30 分鐘，則挖 20 cm 土深可以挖多久？（20 分）
（30 分）
參考架構・破題
本題考電池能量計算、放電倍率（C-rate）的意義，以及「半試驗法」：先由理論假設功率模式的形式，再用一組實驗數據求出常數，推估另一作業條件下的續航時間。關鍵在於把 dE = C·X^n·dX 積分成功率與深度的關係，再用「電池能量固定、時間＝能量÷功率」求解。
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113 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請說明農用曳引機座後承載式三點連接裝置之功能與主要構件及其功用；並說明迴轉犁裝掛連接裝置之順序。（20 分）
（20 分）
- 2
當引擎運轉時，請說明引擎調速器之功能；並說明以物理方式設計之三種調速器及其作用原理。（20 分）
（20 分）
- 3
（一）請說明下列曳引機之性能相關名詞：（10 分）指示馬力（Indicated Horse Power, IHP）最大制動馬力（Max. Braked Horse Power, max. BHP）拖桿馬力（Draw-bar Horse Power, Draw-bar HP）動力分導馬力（Power Take-off Shaft Horse Power, PTO HP）
（二）某曳引機之引擎轉速為 1200 rpm，平均拉力為 F = 1000 kg，行進速度為 V = 1.5 m/s，平均扭矩為 T = 30 kg-m，動力分導轉速為 N = 540 rpm，請計算拖桿馬力與動力分導馬力。（10 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題考曳引機動力由引擎內部到輸出端的各級馬力定義，以及拖桿馬力（拉力×速度）與動力分導馬力（扭矩×轉速）的計算。答題要點是先說明各馬力之間的層級關係（IHP＞BHP＞PTO HP＞拖桿馬力），再用公制馬力公式正確換算單位。
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- 4
請說明柴油之十六烷值的定義並說明其與柴油引擎運轉之關係。（20 分）
（20 分）
- 5
配合淨零碳排之國際目標，臺灣亦發展智能電動化農機具，請說明傳統農業電動機的使用分類；並針對曳引機、中耕管理機、割草機，分別說明進行電動化發展時，其可適用的馬達種類與特性。（20 分）
（20 分）
112 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
曳引機在那些情況會將引擎動力同時傳至前輪構成四輪傳動？（20分）
（20 分）
- 2
（一）壓縮比與曳引機引擎性能有何關係？（10分）
（二）若有一部曳引機四行程汽油引擎，其排氣量為300 c.c.，燃燒室容積為50 c.c.，則其壓縮比為何？（10分）
（20 分）
- 3
當曳引機在田間凹凸不平的崎嶇泥地行走時，兩前輪的阻力不一定相同，曳引機是藉由何種機構的作用來達成直線前進？其運作原理為何？請說明。（20分）
（20 分）
參考架構・破題
兩前輪阻力不同卻能直線前進，靠的是差速機構的作用嗎？此題要留意：前輪為轉向輪且多為從動輪時，直線行走的關鍵，通常是轉向機構的定位與差速機構；答題宜先確認題意，再說明差速器原理與差速鎖。
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- 4
若誤用不合適之辛烷值汽油，其對引擎的影響為何？（20分）
（20 分）
- 5
三點連接農具之深度控制基本上分為兩類，請分別說明其作業方式。（20分）
（20 分）
110 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
有預燃室柴油引擎噴油嘴總成經壓力測試後，噴油壓力不足應該如何正確檢修？（20 分）
（20 分）
- 2
請說明引擎汽門間隙、汽門彈簧作用、汽門彈簧彈力大小對引擎的影響性。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
汽門機構必須兼顧「熱車時確實密合」與「充分開啟」。汽門間隙是吸收熱膨脹的餘裕，汽門彈簧負責使汽門回位並維持機件與凸輪持續接觸；兩者失當都會直接反映在容積效率、壓縮壓力與引擎出力上。宜分「間隙過大／過小」「彈簧作用」「彈力過強／過弱」三軸對照論述。
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- 3
曳引機差速器之功用為何？並請詳細說明若無差速器之設置，對曳引機的行駛操作會產生什麼現象？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
差速器的存在理由是「轉彎時左右驅動輪的滾動距離不同」。前段答其功用（改變動力方向並分配、允許左右輪不等速、末級減速增扭），後段以運動學說明左右輪被迫同速時所產生的轉向困難、輪胎滑動磨耗、動力損失、傳動系附加扭力與田面作物傷害，並補述曳引機特有的差速鎖作為對照。
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- 4
請比較輪式與履帶式曳引機之優劣點？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題是比較題，關鍵在先建立比較面向（接地壓力與浮游性、牽引力與滑動率、機動性與轉移、構造成本與保養、穩定性、對路面與土壤的影響），再逐項對照，最後給出選用建議；若只分段各自流水式描述兩種機型而未對照，分數會明顯偏低。
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- 5
選用曳引機輪胎 6.00-16-4PLY 之輪胎規格中，三組數字分別代表什麼？為配合不同機具和作物行寬有時須調整左右輪距，請問犁地和中耕播種時的輪距寬窄關係為何？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
前段考輪胎規格標示的讀法，後段考輪距調整與作業型態的配合。作答時先逐一說明三組數字的物理意義與單位（英吋），再由「犁地時右側車輪須落在前一犁溝內行走」與「中耕播種須跨在作物行間不壓傷植株」兩個作業幾何條件，導出「犁地輪距較窄、中耕播種輪距較寬」的結論。
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109 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請說明四行程引擎運轉之汽門正時的作用、工作機件、控制方式與汽門重疊，並解釋洛克位置且說明對其汽門正時的影響性。（30分）
（30 分）
參考架構・破題
汽門正時（valve timing）是讓進、排氣門在最適當的曲軸角度開閉，以提高充填效率與排氣效率；作答要從「作用→機件→控制→重疊→洛克位置」一路串起，最後落在間隙與正時的關係。
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- 2
請說明因應後輪轉向之差速器之作用與構造，並解釋轉彎時運轉情形且解釋差速鎖之功用。（20分）
（20 分）
參考架構・破題
差速器使左右驅動輪在轉彎時能以不同轉速旋轉而仍同時傳遞扭力；曳引機多為後輪驅動，作答需寫出作用、構造、轉彎運轉原理，最後說明差速鎖在田間打滑時的必要性。
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- 3
請說明曳引機的動力作用在牽引裝置上造成動力損失之因素，並說明履帶式曳引機之機件構造及其適用場域。（20分）
（20 分）
- 4
曳引機動力轉向系統分成二輪式及四輪傳動兩類，請分別說明其動力轉向系統與特點。（20分）
（20 分）
- 5
電能為永續發展之要素，現有一馬達，使用12 V/15 AH之電容量充飽電之電池，於連續使用550 W的馬達，在理想狀態下可使用多長的時間？若此為一農機設備，於合理情況下推估，請問屬於何種設備，並請說明原因。（10分）
（10 分）
108 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
（一）何謂二行程循環（Two stroke cycles）引擎？（5 分）
（二）試以單缸汽油引擎為例，繪製一氣門正時圖（Valve timing diagram），以詳細說明二行程循環引擎之作用原理。 （15 分）
（20 分）
- 2
說明下列有關內燃機引擎產生動力之相關名詞： （每小題 4 分，共 20 分）
（一）行程（Stroke）
（二）餘隙容積（Clearance volume）
（三）活塞排氣量（Piston displacement volume）
（四）壓縮比（Compression ratio）
（五）汽缸容積效率（Cylinder volumetric efficiency）
（20 分）
- 3
試就下列落花生作業機械之作業流程給予正確排序：（每小題 10 分，共 20 分）
（一）落花生播種機有：A.鎮壓、B.播種、C.覆土、D.作畦、E.開溝等動作，正確作業流程為何？
（二）落花生聯合收穫機有：A.拔取、B.鏟土、C.篩選、D.裝斗（袋）、E.夾株、F.輸送、G.脫莢、H.扶起、I.拍土等動作，正確作業流程為何？
（20 分）
參考架構・破題
本題考作業流程的邏輯：播種機依「整地成形→開溝→下種→覆土→鎮壓」；聯合收穫機依「莖葉處理→挖掘→夾持拔取→去土→輸送→脫莢→清選→收集」，作答寫出順序並逐步說明理由。
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- 4
某六缸四行程汽油引擎，其缸徑為 110 mm，行程為 120 mm，若其指示平均有效壓力為 10 kg/cm 2 ，機械效率為 75%，則在引擎轉速3000 rpm 時，其指示馬力、制動馬力、制動平均有效壓力、摩擦馬力（註：1 PS = 450,000 kg-cm/min）各為多少？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
用指示馬力公式 IHP＝Pmi×L×A×n×z÷450,000 計算，注意四行程每兩轉一次動力行程、長度單位要用 cm 配合 kg-cm/min，再以機械效率求制動馬力、制動平均有效壓力與摩擦馬力。
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- 5
有關一般多缸柴油引擎的燃料系統，回答下列問題：（每小題 5 分，共 20 分）
（一）主要由那些構件組成？請依序列舉並說明各構件之功能。
（二）柴油燃料噴射至汽缸之壓力至少需多少？
（三）若噴油壓力不足，應如何調整？
（四）如何依據引擎負荷或轉速來控制噴油量？
（20 分）
參考架構・破題
柴油引擎靠高壓噴射霧化燃料於壓縮後的高溫空氣中自燃，燃料系統的任務是「濾淨、加壓、定時、定量、霧化」；四小題依序寫構件、噴射壓力、調整方法、噴油量控制。
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107 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請說明汽油辛烷值高低對引擎性能的影響。（10 分）
（10 分）
- 2
內燃機點火（Ignition）方式主要分為那兩種？請分別說明其運作方式。（15 分）
（15 分）
- 3
（一）某台曳引機雙缸四行程引擎其缸徑（Bore）為 X mm，而行程（Stroke）為 Y mm，若餘隙容積（Clearance Volume）為 Z cm3，該引擎之壓縮比為多少？（20 分）
（二）假設該引擎之壓縮比為 9，請判斷該引擎為柴油引擎或汽油引擎？判斷根據為何？（5 分）
（25 分）
參考架構・破題
本題考引擎幾何參數與壓縮比的計算，以及壓縮比和點火方式（火花點火、壓縮點火）的關係。題目中的 X、Y、Z 是轉檔後留下的代號，實際數值請對照原卷；作答時先寫公式，再代入數值，最後標明單位換算。
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- 4
寫出曳引機車輪動力傳動系統之流程排序？1.離合器 2.引擎 3.變速箱 4.車輪5.差速器 6.最後傳動（Final Drive）。（10 分）
（10 分）
參考架構・破題
本題考曳引機動力從引擎傳到車輪的順序。答案是 2→1→3→5→6→4，也就是引擎→離合器→變速箱→差速器→最後傳動→車輪。排序之後，再簡單說明每個構件的功能，才能拿滿分。
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- 5
已知曳引機引擎轉速為 2,400 rpm，速度比變速箱為 3：1，差速器為 4：1，最終驅動齒輪為 5：1，則車輪驅動軸之轉速為多少？（10 分）
（10 分）
- 6
輪式曳引機在轉向時內外輪轉速不同是憑藉何種機構來完成？並說明其運作原理。（15 分）
（15 分）
- 7
寫出三種曳引機三點連接的主要基本功能。（15 分）
（15 分）
參考架構・破題
三點連接（three-point hitch）由兩支下拉桿和一支上拉桿組成，配合油壓升降系統掛接農具。題目要求寫三種主要功能，作答時要先說構造，再分點寫功能，每點都要說明原理。
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104 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
（一）何謂四行程循環？（5 分）
（二）繪圖並說明一台單缸汽油引擎四行程循環之運作？（15 分）
（20 分）
參考架構・破題
四行程循環是指活塞走四個行程（曲軸轉兩圈、720 度）完成一次「進氣、壓縮、動力、排氣」的工作循環。第（二）小題要畫圖，分別說明汽油引擎每個行程的氣門狀態與活塞動作。
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- 2
（一）何謂引擎之指示馬力（Indicated horsepower）？（5 分）
（二）繪圖並說明一台引擎如何測得該指示馬力？（10 分）
（15 分）
參考架構・破題
指示馬力（IHP）是汽缸內燃氣實際對活塞做的功率，由示功圖（P-V 圖）的面積算出。它和制動馬力的差就是摩擦馬力。作答要寫出定義、公式，再畫圖說明量測方法。
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- 3
（一）柴油引擎噴嘴（Nozzle）之功能為何？（5 分）
（二）具有開放式燃燒室（Open combustion chamber）之柴油引擎，主要採用那種形式的噴嘴，其理由為何？（5 分）
（10 分）
參考架構・破題
柴油引擎噴嘴負責把高壓燃料霧化並噴進燃燒室。開放式（直接噴射式）燃燒室沒有副室幫忙產生渦流，所以主要用多孔式噴嘴，靠多股細小噴霧把燃料分布到整個燃燒室。
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- 4
（一）曳引機充電系統之功能為何？（5 分）
（二）交流充電系統用之發電機與直流充電系統用之發電機有何不同？（5 分）
（三）交流發電機用之調整器與直流發電機用之調整器有何不同？（5 分）
（15 分）
參考架構・破題
本題考曳引機電系中的充電系統：功能，以及交流發電機（alternator）和直流發電機（generator）在構造和調整器上的差異。重點在「旋轉的是什麼、怎麼整流、需要哪些調整元件」。
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- 5
說明下列曳引機動力傳遞系統構件之功能：（每小題 5 分，共 15 分）
（一）離合器
（二）差速器
（三）最後驅動（Final drive）
（15 分）
- 6
（一）何謂曳引機之打滑率（Slippage）？（5 分）
（二）何謂曳引機之滾動阻力效率（Roll resistance efficiency）？（5 分）
（三）何謂曳引機之牽引效率（Tractive efficiency）？（5 分）
（15 分）
參考架構・破題
本題考曳引機牽引性能的三個指標：打滑率、滾動阻力效率、牽引效率。作答要寫出定義、公式、各符號意義，並指出三者的關係：牽引效率＝（1－打滑率）×滾動阻力效率。
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- 7
（一）曳引機油壓控制系統使用之油壓泵（Pump），構造上有那些基本型式？（5 分）
（二）油壓泵與油壓馬達兩者功能有何不同？（5 分）
（10 分）
103 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
對四行程引擎而言，二行程引擎有那些優劣點？試說明之。（15 分）
（15 分）
參考架構・破題
二行程引擎每轉一圈即完成一次工作循環，曲軸每轉都有動力行程，結構簡單、比功率高；但換氣靠掃氣完成，新舊氣混合、潤滑方式受限，使油耗、排放與耐久性不如四行程。作答宜先簡述兩者循環差異，再分優點、缺點條列比較。
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- 2
何謂引擎正時？其目的為何？試說明之。（15 分）
（15 分）
參考架構・破題
引擎正時指引擎各動作與活塞、曲軸位置之間的時間（曲軸角度）配合，包含氣門正時與點火正時（柴油機為噴射正時）。目的在使進排氣、點火或噴油在最佳時機發生，以獲得最大輸出、最低油耗與排放並保護機件。
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- 3
試說明引擎機油與齒輪油之功用。（10 分）
（10 分）
參考架構・破題
引擎機油與齒輪油都是潤滑劑，但使用環境不同：機油需承受高溫燃燒生成物並循環冷卻清淨；齒輪油主要承受齒面極高接觸壓力與剪切。作答宜分別列出功用，再比較其特性差異。
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- 4
一曳引機之動力傳動採用行星齒輪傳動系統，若其採用行星齒輪組合之太陽齒輪齒數為 20，環齒輪齒數為 60，試計算下列各種狀況下之減速比，並說明其在該狀況下主動軸和從動軸旋轉方向關係。（每小題 5 分，共 25 分）
（一）太陽齒輪為主動，環齒輪固定，行星齒輪為從動。
（二）環齒輪為主動，太陽齒輪固定，行星齒輪為從動。
（三）太陽齒輪為主動，行星齒輪固定，環齒輪為從動。
（四）行星齒輪為主動，太陽齒輪固定，環齒輪為從動。
（五）太陽齒輪、環齒輪、行星齒輪三者皆不予以固定。
（25 分）
參考架構・破題
行星齒輪組由太陽齒輪（S）、行星齒輪架（C，題目所稱行星齒輪）與環齒輪（R）組成，固定其一、另兩者分別為主從動即得不同減速比。可用公式 ωS·S + ωR·R ＝ ωC·（S＋R）求解，S＝20、R＝60。
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- 5
何謂三點連接農具之深度控制？（10 分）
（10 分）
參考架構・破題
三點連接農具的深度控制是指曳引機液壓昇降系統依設定，自動或手動維持農具（如犁、耙）入土深度一致的機制。作答應先說明三點連接構造，再分述位置控制、牽引力（拉力）控制與混合控制，以及輔助的定深輪方式。
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- 6
曳引機在農地作業有所謂差速齒鎖（Differential lock）的設計，試說明其功能。（15 分）
（15 分）
參考架構・破題
差速器使左右驅動輪在轉彎時能以不同轉速旋轉，但也使扭矩平均分配，一輪打滑時另一輪失去驅動力。差速齒鎖可將左右半軸鎖成一體，強制同速，以脫離打滑狀態。作答須先說明差速器原理與缺點，再說明差速鎖之功能、操作與注意事項。
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- 7
車輪式曳引機的輪胎壓力應保持一定值，若壓力太高或太低會有何影響？（10 分）
（10 分）
參考架構・破題
輪胎氣壓影響輪胎接地面積、變形量、附著力與滾動阻力，進而影響牽引效率、土壤壓實、乘坐舒適與輪胎壽命。作答宜分別列出氣壓過高與過低的影響，並說明依作業條件調整的原則。
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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：。