機械工程 104 年內燃機考古題
民國 104 年（2015）機械工程「內燃機」考試題目，共 4 題 | 資料來源：考選部
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請分別繪出理想狀態Otto 和Diesel 循環之壓力和容積（P-V）關係圖以及其溫度和
熵（T-S）關係圖，並標示出何者為等容燃燒。（25 分）
請從能量守恆的觀點來解釋，為何在相同壓縮比條件下，等容燃燒效率會高於等壓
燃燒效率？請問汽油引擎之燃燒方式為接近等壓或等容燃燒？（25 分）
考慮一般汽油引擎傳統使用之圓盤狀燃燒室，其火星塞坐落於汽缸壁如下圖所示
（R 為汽缸半徑）：
火花引燃，火焰傳播，如上圖所示，當末端氣體發生knock（爆震：假設非常快速，
末端氣密度變化不大）。
請畫出壓力（
iP
P /
）隨圓盤半徑位置（r/R ）在knock 發生前後之變化分布圖，
iP 為初始壓力。（7 分）
同上，畫出溫度（T）隨圓盤半徑位置（r/R ）之變化分布圖。（7 分）
同上，同時畫出在末端氣汽缸壁（
1
r/R = ）和另一端汽缸壁（
1
r/R
−
=
）之壓力
隨時間之變化分布圖。（11 分）
比較下列兩種具有不同幾何形狀活塞之火花引燃引擎燃燒室的性能：
在相同的燃料辛烷要求（95 Research Octane Number）等條件下，傳統(a)之壓縮
比約為9：1，但compact chamber (b)可達14：1，且後者效率優於前者，請解釋
其原因。（10 分）
在節氣門廣開（wide-open throttle, WOT）時，汽油引擎空氣/燃料化學計量比
（stoichiometric air/fuel ratio）之值為何？（5 分）
同，傳統(a)引擎之air/fuel ratio at WOT 低於或高於stoichiometric air/fuel ratio？
（5 分）
同，compact chamber (b)引擎之air/fuel ratio at WOT 低於或高於stoichiometric
air/fuel ratio？（5 分）
(a)傳統1.5 liter
(b)compact chamber 1.5 liter
火星塞
(Spark Plug)
已燃氣
(Burned gas)
火焰
(Flame)
末端氣
(End gas)
1
r/R
−
=
0
r/R =
1
r/R =
機械工程 104 年其他科目
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