機械工程 111 年內燃機考古題

假設一八缸四衝程汽油引擎的缸徑及衝程大小相同，即b = s = 0.08 m， 制動比燃料消耗bsfc（brake specific fuel consumption）= 360 g/kWh，燃 料汽油的熱值qc = 42 MJ/kg，假設在引擎轉速N = 1600 rpm 下的制動功 率（brake power）Wb = 120 kW，試求：（每小題10 分，共20 分） 制動平均有效壓力bmep（brake mean effective pressure），單位bar。 制動熱效率（brake thermal efficiency）η。

一空氣標準壓縮點火Diesel cycle（迪賽爾循環），進氣開始壓縮的溫度 T1 = 20℃，壓力P1 = 101 kPa，壓縮比r = 18，定壓比熱cP = 1.1 kJ/(kg·K)， 比熱比（specific heat ratio）k = 1.42，停汽比（cutoff ratio）β = 2.1，試求： （每小題10 分，共20 分） 此循環之最高溫度，單位K。 此循環之指示熱效率（indicated thermal efficiency）η。

試說明二衝程柴油引擎的單流掃氣作動過程。（10 分） 相較於四衝程柴油引擎，試說明二衝程柴油引擎的優、缺點。（10 分）

一內燃機燃料經分析其元素組成，分別為C 占72 wt.%、H 為20 wt.%， 其餘為O（氧），此燃料之分子量為200。（每小題10 分，共20 分） 試求出此燃料與空氣（以O2 + 3.76N2 代表）完全燃燒的反應平衡式。 假設此燃料與120%理論空氣（Theoretical air）進行燃燒反應，試求其 當量比（Equivalence ratio）Φ。

請試述下列名詞之意涵：（每小題10 分，共20 分） 絕熱火焰溫度 均質壓燃HCCI（Homogeneous Charge Compression Ignition）引擎