船用馬達類型指南：運作原理與選購要點-富田電機股份有限公司|標準馬達|變頻馬達|感應伺服馬達|液冷伺服馬達

船用馬達在航行中扮演至關重要的角色，能將儲存的能源──無論是燃油或電力──轉化為推動船隻前進的強勁推力，讓船隻得以在水面上精準航行與操控。

在本指南中，我們將帶你了解船用馬達的主要組成與運作方式，深入介紹四大類型的船用馬達（包括船外機、艙內機等），並分享依據船型大小、用途與航行環境來挑選最適合動力系統的實用建議。

船用馬達的運作原理與核心組成

船用馬達的能源系統主要分為兩大類：燃油系統與電力系統。兩者的運作方式與核心零件各有不同，以下我們將先從傳統燃油馬達談起，逐步解析它的工作機制。

傳統燃油船用馬達的運作方式

燃油驅動的船用馬達透過內燃機運作，藉由在引擎內燃燒燃料，產生推動船隻前進的機械能。

• 引擎本體：引擎本體是整個動力系統的核心結構，內部設有燃燒室（汽缸），燃料在此點燃並爆炸，推動活塞上下運動
• 活塞與曲軸：活塞的直線運動會轉換成曲軸的旋轉力，最終驅動螺旋槳（Propeller）高速旋轉，推進船隻。
• 凸輪軸：凸輪軸精準控制進氣與排氣閥的開關時機，確保空氣與燃料進入燃燒室的節奏，以及廢氣順利排出。
• 燃油供應系統：燃油系統會將汽油輸送至燃燒室，常見的供油方式包括燃油噴射器（Injector）或化油器（Carburetor）。
• 冷卻系統：透過水或冷卻液在引擎內循環，防止溫度過高造成損壞。
• 排氣系統：將燃燒後的廢氣安全排出，不僅維持引擎效率，還能降低內部壓力與損耗。

現代電動船用馬達的運作方式

與燃油驅動不同，電動船用馬達依靠儲存在電池中的電力推動船隻航行，因此在運作過程中零排放，更加環保。

• 電池組（Battery Pack）
  系統核心是電池組，通常由鋰離子電池或鉛酸電池組成，提供驅動馬達所需的電能。
• 定子與轉子（Stator & Rotor）
  電能輸送至定子──馬達中不會旋轉的部分，內部繞有線圈。當通電後，定子會產生磁場，帶動轉子旋轉，將電能轉換成推動螺旋槳的機械動力。
• 控制系統（Controller & Throttle）
  控制系統包含控制器與油門手把（或踏板），用來調節馬達的轉速與旋轉方向。油門將訊號傳送給控制器，控制器再調整電壓與電流的輸出，以決定轉子的旋轉速度與方向。
• 轉向機構（Steering Mechanism）
  轉向多透過電動舵或連接於馬達外殼的操縱桿（Tiller）來完成。
• 冷卻系統（Cooling System）
  為避免溫度過高，冷卻系統會讓水在馬達與其他元件間循環，將多餘熱量帶走。
• 電池管理系統（Battery Management System, BMS）
  用於監控電池的溫度、電壓與充電狀態，確保電力輸出安全且高效。

四大類型的船用引擎

接下來，我們來看看四種不同設計與安裝方式的船用馬達，分別是：船外機（Outboard）、艙內機（Inboard）、尾內外機（Sterndrive）以及噴射推進系統（Jet Drive）。

1. 船外機 Outboard Motor

船外機是一種獨立的推進系統，直接安裝在船艉（船尾）的外側。它將引擎或電池組、變速箱與螺旋槳整合成一個完整單元。透過旋轉整個機組，螺旋槳的方向即可改變，使船隻能在淺水與深水環境中都保持極佳的操控性。小型船多以舵柄（Tiller Handle）直接操控，大型船則常配備與方向盤相連的遠端控制系統。

船外機提供二行程與四行程兩種引擎選擇：二行程引擎重量較輕、加速反應快；四行程引擎則運轉安靜、燃油效率高，且燃燒更乾淨。此外，市面上也有適合低速航行的電動船外機選擇。

不論哪一種型號，船外機因安裝在船體外部，維護、拆卸與更換都相對容易，也能釋放艙內空間，用於載貨或乘客。不過，外露式的設計也意味著它在碰撞中更容易受損，並有較高的失竊風險。即便如此，船外機仍廣泛應用於小型至中型漁船、救生艇、浮筒船、充氣艇以及各類休閒船隻，是市場上最常見的船用推進系統之一。

2. 艙內機 Inboard Motor

艙內機安裝在船體內部，通常位於船中央或船尾附近，能提供良好的重量分配與較低的重心。由於採封閉式設計，它們比外露的船外機安靜許多，同時也能避免受到外部碰撞的損傷。

艙內機透過傳動軸（Drive Shaft）將動力從引擎傳遞至固定安裝在船底的螺旋槳，因此艙內機本身不會轉動來改變方向。船隻的轉向是依靠位於螺旋槳後方的舵（Rudder）來實現，舵由駕駛台的方向盤控制。這種設計在高速航行時能提供更平穩的操控，且因螺旋槳位置更深且遠離游泳者與拖繩，安全性更高。

不過，由於固定式的螺旋槳軸與舵無法上翻，因此艙內機不適合在極淺水域航行。此外，它們在船體內部佔用較多空間，維修與保養也相對不易。

儘管如此，艙內機仍是**大型船舶（超過 26 英尺）**的首選，包括艙式遊艇、滑水船、豪華遊艇，以及各類商用船隻。

3. 尾內外機 Sterndrive Motor

尾內外機又稱「艙內外置式引擎（Inboard/Outboard, I/O）」，結合了艙內機與船外機的優點。它的引擎像艙內機一樣安裝在船體內部，但推進單元（Outdrive）則穿過船艉延伸至外部，與船外機的外觀類似。外部推進單元包含變速箱、傳動軸與螺旋槳，並可旋轉以控制方向。

這種設計最大的優勢在於可以調整傾斜與修整角度（Tilting & Trimming），因此能適應深水與淺水環境，同時具備不錯的操控性與燃油效率。

然而，內部引擎與外部推進單元的組合結構更複雜，意味著零件更多、潛在故障點也增加。艙內引擎的維修難度較高，而推進單元穿過船體的接合處若未妥善保養，尤其在鹹水環境中，容易磨損或腐蝕。

儘管如此，尾內外機仍受到許多船主青睞，特別是那些追求性能與艙內空間平衡的中型休閒船，例如甲板船（Deck Boat）、弓騎船（Bowrider）與巡航艇（Cruiser）。

4. 噴射推進系統 Jet Drive Motor

噴射推進系統以水流推進取代傳統螺旋槳來推動與操控船隻。它通常安裝在船體內部，從船底的進水口吸入水，並透過船艉後方的噴嘴將水強力噴出。

轉向是透過改變水流噴射方向來實現，讓船隻在淺水或布滿漂浮物的水域中依然具備靈活的操控性與快速加速能力。由於沒有外露的螺旋槳，噴射推進系統能降低對游泳者或海洋生物造成傷害的風險。

另一方面，依靠水流噴射的設計在油門減速時會失去部分操控性，因此低速轉向相對困難。此外，進水口有時可能被雜草或其他漂浮物堵塞。

儘管如此，噴射推進系統仍是個極佳的選擇，特別適用於個人水上摩托（PWC）、救援船，以及在河川、湖泊或沿岸障礙水域航行的休閒船隻。

如何選擇合適的船用引擎類型？

為您的船隻選擇最佳的船用引擎類型，應根據船隻的具體規格和您的航行習慣來決定。以下是選擇不同船用馬達類型時，需要考量的幾個關鍵因素：

船隻尺寸與馬達重量的平衡

過重或過輕的馬達都會影響船隻的操控性和穩定性。請務必確保船用馬達的尺寸與船隻的重量及承載能力相匹配。在估算總承重時，請務必將乘客、物資、馬達本身的重量及其他所有組件都納入考量，以確保船用馬達的馬力足以應對此總負載。

動力來源選項

除了傳統的汽油和柴油引擎之外，現代船隻還提供了多樣化的動力來源，包括全電動系統、結合內燃機與電動馬達的油電混合系統，甚至還有新興的技術，例如氫燃料電池和太陽能。

如何選擇取決於您的航行距離、速度需求以及對永續性的重視程度。您可以參考下方的表格，對這些動力選項進行快速比較：

馬力輸出與推力

馬力輸出過高可能造成能源浪費或電池超載，而過低則會導致速度緩慢、反應遲鈍。因此，平衡馬力輸出（以千瓦 kW 為單位）和推力（以磅 lbs 為單位）至關重要。舉例來說，小型船隻雖然不需要極高的馬力輸出，但仍需要足夠的推力來抵抗水流或強風。

富田電機 - 高效船用馬達的最佳品牌

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常見問題解答FAQs

Q1. 船用引擎使用柴油還是汽油？

船用引擎可使用柴油或汽油，具體取決於型號。小型馬達通常使用汽油，因為它們更輕且成本更低。相反地，許多大型船隻，如漁船、巡洋艦和大多數商用船隻，則因其更佳的燃油效率和耐用性而使用柴油動力。
然而，現代船主越來越傾向於選擇電動馬達，因其安靜、低維護需求和環保性能，且無需使用化石燃料。

Q2. 如何判斷我的船用馬達需要維護？

您的船隻馬達在需要注意時通常會顯示出明確的跡象。以下是一些需要留意的警示信號：

• 性能問題：如果馬達運行速度變慢、動力減弱或電池異常快速耗盡，這可能表示電池老化或接線問題。加速遲緩也可能意味著螺旋槳損壞。
• 異常噪音或震動：雖然電動馬達以安靜著稱，但任何振動、異常的敲擊聲、研磨聲或嗚嗚聲都可能表示組件未對準或軸承出現問題。
• 過熱：如果您的溫度計讀數升高或不規則變化，這通常表示引擎的冷卻系統運作不正常。
• 電氣異常：電力閃爍、啟動問題或端子腐蝕可能表示電池沒電、連接不良或控制系統出現問題。

注意這些跡象並持續進行維護有助於防止故障。最好每使用100小時或至少每年進行一次定期維護，包括檢查電池、電氣連接、冷卻系統和其他組件。這將有助於延長船隻引擎的使用壽命。

Q3. 我應該在什麼情況下選擇電動船用馬達？

電動船用馬達非常適合短途巡航、釣魚或在湖泊、河流和沿海地區等平靜水域進行休閒娛樂。它們特別適用於對安靜運作和低維護需求有優先考量的小型到中型船隻。注重環保的用戶也偏愛電動馬達，因為它們實現了零排放和最低噪音。
儘管目前的電池技術限制使其較不適用於長途或重型任務，但隨著技術的不斷進步，其在大型船隻上的潛力正在迅速擴大。