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以添加物降低柴油引擎廢氣之方法 Study of using additives to reduce the pollutants of diesel engine. 指導教授：張崴縉 研 究 生 ： 黃勝偉. 大綱. 前言 實驗方法 結果討論 結論. 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室 Engine poewer system measurement Lab. 前言. 全國人口數、車輛遽增，地方狹隘人口眾多 ， 方便代步用的 移動載具 帶來的空氣污染影響越來越嚴重。.
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以添加物降低柴油引擎廢氣之方法Study of using additives to reduce the pollutants of diesel engine 指導教授：張崴縉 研究生：黃勝偉
大綱 • 前言 • 實驗方法 • 結果討論 • 結論 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
前言 • 全國人口數、車輛遽增，地方狹隘人口眾多，方便代步用的移動載具帶來的空氣污染影響越來越嚴重。 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
NOx 47% 72% 前言 • 資料顯示98年在移動性污染源方面，公路運輸項目中排放最高為一氧化碳（CO），約佔總排放量的71.27%，其次為氮氧化物（NOX），佔總排放量的46.85%，這其中又以近幾年最熱門的柴油車輛排放最嚴重，佔34.23% 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
前言 • 應我國加入世界貿易組織，車輛產業將與世界接軌，以符合國際車輛排氣規範的趨勢，至98年10月起依據國內空氣污染防治法施行細則中，將舊有法規另更改為第五期環保法規的規定 • 加嚴較前期嚴格項目為NOx及PM 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
前言 • 氮氧化物 ( NOX ) ：將氮與氧結合之混合物統稱為氮氧化物，通常都將這些表示為 NOX，主要成分為一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）及一氧化二氮（N2O） 。 • 微粒 ( PM ) ：引擎在重負荷及過濃混合比區間的燃燒期產生為最嚴重 。 • 一氧化碳（CO）：燃料燃燒不完全之產物 。 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
前言 • 研究使用EGR及甲烷於柴油引擎，以降低廢氣，減低燃料消耗為目的 • 富氫燃料 （例如甲烷、氫氣）：低碳氫比 、高燃燒溫度 、提升燃燒速度 • EGR：富含水氣及二氧化碳可抑制燃燒能力，減少排污 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
實驗方法 實驗採用單缸直噴柴油引擎，歧管進行加工將EGR&CH4導入。 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
實驗方法 • 第一步驟：測試EGR對引擎污染特性分析 • 燃料：超級柴油 • EGR流量計算方式 ： • 引擎轉速1200、1600、2000rpm，負載0~30Nm，進行廢氣採樣。 • 第二步驟：測試CH4對引擎污染特性分析 • 添加劑燃料：CH4 • 預混燃氣流量計算方式 ： • 引擎轉速1200、1600、2000rpm，負載0~30Nm，進行廢氣採樣。 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
設備-Jeou Nong-TS190R柴油引擎規格表 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
設備-SAJ SE80馬力試驗機 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
引擎排污測定法概述 • 小型新車 汽車排氣尾管排放之CO、HC、NOx、PM…等空氣污染物，以ㄧ定之穩態測試循環(Steady State Cycle)或暫態測試循環(Transient Test Cycle)，排放之氣體以ㄧ定比例與空氣混合後採取試樣到樣品袋中，再透過儀器分析，排放物之單位為里程或測試之重量，如g/km、g/mile、g/test來表示。 • 大型新車 須將引擎拆下測試，以穩態或暫態測試循環，在引擎動力計上作測試，排放之CO、HC、NOx、PM…等污染物，以單位時間及馬力之重量g/kw、/hr或g/hp/hr表示。 • 使用中之車輛 汽車引擎在惰轉狀態下量測排氣尾管排放之HC、CO濃度，HC以ppm，CO以％表示。
測試方式 • 直接在排氣尾管採取試料之直接採樣法 • NDIR 非發散型紅外線分析器為 (Non-Dispersive Infrared Analyzer)，用以分析測定CO、CO2、HC之濃度。讓紅外線通過氣體中，各成份吸收同波長的紅外線波後，與標準氣體直接比較，而求殘留紅外線的加熱度，由此求出CO、CO2或HC的濃度。為目前使用最廣之分析器。 • 實驗測試黑煙步驟參考CNS D3174及D3175規定之柴油車無負載急加速排氣煙度測試法及全負載定轉速排氣煙度試驗法進行試驗 。 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
2000rpm 1200rpm 1600rpm 72.2~97.4％ 38.3~86.2％ 70.4~77.2％ 使用EGR對NO廢氣之影響 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
56.2~83.6％ 64.5~72.4％ 55.9~76.0％ 使用CH4對NO廢氣之影響 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
使用EGR與CH4對PM廢氣之影響 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
使用EGR對油耗之影響 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
使用CH4對油耗之影響 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
使用EGR對進氣溫度之影響 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
結論 • 經實驗結果分析柴油引擎在不改變引擎結構上，充填廢氣再循環(EGR)及富氫氣體，利用均質預混燃燒概念，探討柴油廢氣程分之影響，由前述實驗結果可歸納幾個結論如下: • 利用EGR 與富氫氣體作預混燃燒技術，充填進氣系統減低柴油引擎NO 及PM 之污染排放是可行方式之ㄧ，在NO 抑制能力有明顯效果。 • 混合預燃的方式可以減低NO 排量，PM 在CH4的條件下較有優勢，除了改善柴油燃燒的特性，在改變進氣結構對PM 還是影響有限，克服柴油引擎PM 最終還是以後處理系統為最終目標。 • EGR 增進進氣溫度的方式，在結果上可證實將進氣溫度提升至100℃以上，面對發展發動機新式燃燒技術，EGR 增溫的效果可以參考應用。 引 擎 動 力 量 測 實 驗 室Engine poewer system measurement Lab.
