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106年公務人員高等考試三級考試試題 代號：25640 全一張
（正面）
類 科：汽車工程
科 目：汽車設計
考試時間：2小時 座號：
※注意：
可以使用電子計算器，須詳列解答過程。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
（請接背面）
一、減少汽車自身質量是降低油耗最有效的措施之一，請敘述實現輕量化的手段，各種
手段的優缺點，以及那種手段是最直接有效的方法。（15 分）
二、請比較汽油引擎車、油電混合動力車與電動車的效率（請列舉合理之效率值），並說
明三種車對於排放的影響。（15 分）
三、請說明設計懸吊系統應滿足汽車的那些使用性能，並說明何謂獨立與非獨立懸吊系
統及列表評價優缺點。（15 分）
四、下圖中是同樣一部車的外型，只是(a)車頭燈蓋向上打開(b)車頭燈蓋關閉(c)車頂打開
(d)車子側窗搖下(e)車頂與側窗均打開(f)車頂與側窗均打開且車頭燈蓋亦向上打開。
請依照空氣阻力係數的大小從低到高依序排列，並請大約估計每種不同改變造成空
氣阻力提升的比例（例如，以+5%等的方式敘述）。（15 分）
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
106年公務人員高等考試三級考試試題 代號：25640 全一張
（背面）
類 科：汽車工程
科 目：汽車設計
五、評估車輛性能是汽車設計時很重要的步驟之一。汽車的加速性能可以用牛頓第二定
律maF =決定，其中F是作用於車子的牽引力，m是車子的質量，a為加速度。但考
慮車子轉動組件（譬如車輪）對加速特性的影響，我們可以引入所謂的質量因子（mass
factor）， m
γ
maRF m
γ
=−
其中
R
是作用於車子的阻力。 m
γ
可以從下列轉動件的慣性矩（moment of inertia）來
決定
2
2
2
1m
r
I
m
r
Iiiw
m∑∑ ++=
ξ
γ
其中 w
I是車輪的慣性矩， i
I是相對於驅動輪其他連結傳動系統的轉動件在齒比為 i
ξ
之慣性矩，
γ
是車輪半徑。
一部手排車的牽引力F與引擎輸出扭矩 e
M的關係為
r
M
Fte
η
ξ
0
=
其中 0
ξ
是某個檔位的整體減速比， t
η
是傳輸效率。車速V與引擎速度 e
N間之關係通
常可以下式表示
)1(
0i
rN
Ve−=
ξ
其中i是轉動齒輪間的滑差（slip），通常介於 2-5%之間。
假設有一部重 21.24 kN（包括四個車輪）的手排車，每個車輪重 224.6 N，輪胎滾動
半徑為 33 cm，且其迴轉半徑（radius of gyration）為 25 cm。假設引擎在轉速 3500 rpm
下提供 325 N．m力矩，其等效質量的慣性矩為 0.733 kg．m2，傳動系統在三檔時的
整體減速比為 4.28 比1，傳輸效率為 85%。本部車的輪胎滾動阻力係數為 0.02，空
氣阻力係數為 0.38，迎風面積（frontal area）為 1.86 m2，空氣密度 1.23 kg/m3。請決
定在平面路段本車在以上狀態下的加速度。（40 分）