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含氧燃料對均質壓燃柴油引擎細懸浮微粒改善之研究

為了解決系統及船舶機電工程學系出路的問題，作者李毓華 這樣論述：

替代能源是世界趨勢，而涵氧燃料是目前全球執行發展的重點項目，本研究在建立一套以生質酒精為輔助燃料之均質進氣壓縮著火(HCCI)的燃燒模式，目的在於改善柴油引擎性能、燃燒特性以及降低微粒排放(PM10 及PM2.5)及其他廢氣污染排放，並期能提高生質燃料的經濟性，實驗以MITSUBISHI 4M40-2AT1 柴油引擎進行試驗，在進氣岐管處額外加裝輔助噴油系統方式，建立HCCI 引擎燃燒系統，並以不同含氧成分燃料(甲醇/生質甲醇/乙醇/生質乙醇和生質柴油)之混合燃料為輔助燃油，藉此研究探討預混合模式對引擎燃燒特性以及微粒等污染排放之影響。 研究結果顯示: 在混合油實驗時，油品消耗

的制動比能源消耗(bsec)都高過於純柴油燃料，在混合油-柴油+蓖麻油10%這個bsec高過13%，使用HCCI輔助噴油系統導入甲、乙醇與混合油實驗相比，使用HCCI時發現導入甲醇與乙醇時有隨比例增加，進氣溫度有隨比例下降，在甲、乙醇15%時分別下降了19℃與17℃；在使用HCCI時發現導入甲醇時，有隨比例增加降低排放NOX排放量，在甲醇15%時最有效果與單純加柴油燃料相比下降了96%，在HCCI導入甲醇與乙醇在PM2.5之微粒排放量比較，最有效果為乙醇5%時下降為24.5%。在HCCI導入甲醇與乙醇，在PM10之碳粒排放量比較，最有效果為乙醇5%時下降為12.8%。 由實驗需求所研發的

HCCI電子控制輔助噴油系統導入甲、乙醇混合氣進入引擎燃燒，可有效降低柴油引擎的汙燃排放與最難解決的碳粒排放與NOx，更可以有效降低進氣溫度幫助柴油引擎冷卻。

液體生質燃料/柴油混合燃料在熱環境之液滴受熱行為和柴油引擎燃燒特性

為了解決系統及船舶機電工程學系出路的問題，作者賴明達 這樣論述：

本研究目的在於探討柴油中摻混不同比例之液體生質燃料所形成之蓖麻油/柴油和乙醇/柴油混合燃料之單一液滴在熱環境的受熱行為以及柴油引擎性能和廢氣排放，以期作為後續液體生質燃料於柴油引擎實際應用的重要參考。本研究分為兩部分：(1)使用懸掛液滴加熱裝置觀察添加不同比例蓖麻油/柴油和乙醇/柴油之單顆液滴受熱行為；(2)使用柴油直接噴射引擎分析蓖麻油/柴油混燒和乙醇/柴油混燒的引擎性能及污染排放。本研究使用之油品為 (diesel)、純度為99.5%的乙醇(ethanol)，以及冷榨萃取所產製的蓖麻油(castor oil)。懸掛液滴加熱實驗是將直徑約1mm的液滴懸掛至熱電偶上，送至不同熱環境(Tsur

=300℃、400℃、500℃)中，由懸掛液滴之熱電偶觀察液滴受熱過程，利用高速攝影機拍攝液滴在熱環境中的受熱行為，如蒸發(evaporation)、膨脹(expansion)、噴發(ejection)及微爆(microexplosion)。懸掛液滴加熱實驗結果顯示，在單一油品液滴，柴油及乙醇分別僅能觀察到蒸發現象，兩者皆隨熱環境升溫而增加蒸發的速率，而蓖麻油在熱環境溫度為300℃，液滴幾乎沒有變化，蒸發速率緩慢，升溫至400℃之後，能觀察到噴發現象，隨著溫度提升而有更劇烈的噴發。柴油摻混不同比例的蓖麻油(5%、10%、20%、30%)之液滴受熱實驗結果顯示，隨熱環境溫度的提升，摻混蓖麻油比例

的增加皆會造成液滴受熱的噴發更劇烈。柴油摻混不同比例的乙醇(10%、20%、25%、30%)之液滴加熱實驗結果顯示，在熱環境溫度為500℃，摻混乙醇比例低，僅觀察到液滴蒸發及噴發，摻混乙醇比例達到25%、30%，液滴分別在0.653s及0.315s處發生微爆。整體來說，增加摻混乙醇的比例，可使液滴發生微爆。柴油引擎燃燒實驗結果顯示，柴油摻混蓖麻油或乙醇，汽缸之最大燃燒壓力皆有些微增加，摻混蓖麻油影響較多；與原始(純柴油)相比，制動比能量消耗率(BSEC)較低，制動熱效率(BTE)較高；排氣溫度小幅下降。引擎燃燒污染排放結果顯示，摻混蓖麻油之比例增加，NOx排放量有些微增加；摻混乙醇之比例增加，

NOx排放量則是顯示略微下降。CO2及煙度的排放，摻混蓖麻油或乙醇皆微幅下降。與原始(純柴油)相較之下，碳微粒(PM2.5、PM10)排放隨摻混蓖麻油(或乙醇)之比例增加而下降，以PM2.5而言，摻混蓖麻油比例5%和10%，比原始(純柴油)分別降低20%和23%，摻混乙醇比例5%及10%，比原始(純柴油)分別減少38%至48%。