臺灣博碩士論文加值系統

過度地使用石化燃料所造成的環境汙染與石化能源的枯竭，將直接影響到以石化燃料為動力之交通工具，在汽油燃料中添加一定比例的乙醇具有降低環境汙染與分散石化能源的使用，並可提高燃料辛烷值以減少爆震等優點；此外進氣量的多寡為計算基本燃油噴射量的主要依據，不良的進氣系統將嚴重造成引擎性能不足與環境污染。基於此，本研究以實驗方式探討不同的進氣道淨截面積(AIntake=70%、40%、20%、15%、10%)於不同乙醇-汽油混合燃料(E40、E60、E80)，在車速(V=40、50、60、70、80km/hr)等運轉條件下，對機車性能與廢氣之影響，實驗結果和95無鉛汽油與100%進氣道淨截面積做比較。研究結果顯示使用E40燃料對扭力提升具有正面助益，此導因乙醇蒸發潛熱較高，可降低進氣溫度，進而提高容積效率，混合燃料對廢氣之CO與HC亦有明顯影響，隨乙醇比例增加廢氣大量減少，以進氣道淨截面積100%為例，使用E40~E80燃料分別比使用E0燃料減少71%、99%與100%。其次，在進氣道淨截面積縮減對機車輸出性能影響之研究中顯示，隨著進氣道淨截面積增加輸出扭矩隨之遞增，此趨勢於AIntake＞40%後約維持定值，此結果顯示當進氣道淨截面積因外部環境因素阻塞面積達60%時，對引擎輸出扭矩影響並不顯著，在廢氣影響部分，CO與HC在AIntake=10%時，由於含氧感知器的修正使燃燒完全減少排放，另在15%與20%因空氣量不足呈現過濃燃燒導致排放增加，而40%、70%與100%呈現在較完全燃燒而減少排放，CO2廢氣排放則沒有太大影響。

Serious environmental pollution and exhaustion of fossil fuels caused by excessive use of fossil fuels will have a direct impact on vehicles powered by fossil fuels. Adding certain percentage of ethanol to gasoline has the benefit of reducing environmental pollution, decentralizing the use of fossil energy and improving the octane of fuel to reduce knock. In addition, basic amount of fuel injection is based on an intake air volume. A bad intake system has severely resulted in engine performance shortage and environmental pollution. This study experimentally adopts different inlet net cross-sectional areas (AIntake = 70%, 40%, 20%, 15%, 10%) to go with different various ethanol mixed with gasoline fuel (E40, E60, E80) in motorcycle speed (V = 40, 50, 60, 70, 80 km / hr) for exploring motorcycle performance and exhaust gas impact. The experimental results compares with that operated with 95 unleaded gasoline and 100% inlet cross-sectional area. The results showed that the use of E40 fuel enhanced efficiently a positive vote on the torque. Because the latent heat of vaporization of ethanol is higher, intake air temperature can be reduced to improve the volumetric efficiency. Mixed fuel has a significant effect on emissions of CO and HC. Emission was reduced significantly by increasing ethanol. With 100% inlet net cross-sectional areas, the use of E40 ~ E80 fuel is decreased to 71%, 99% and 100% compared to E0 fuel. Secondly, The impact of reducing inlet net cross-sectional area on output performance motorcycle showed a pattern that the output torque decreased as inlet net cross-sectional area increased. This pattern remained stable in AIntake> 40%. This results show that impact engine output torque is not significant when the inlet net cross-sectional blocking area was 60% by external environmental factors. For the aspects of gas exhaust, the CO and HC emissions was reduced in AIntake = 10% because oxygen sensor correction makes a complete combustion to reduce emissions. Emissions increased in 15% and 20% separately due to rich combustion lacking air volume rendering. A complete combustion resulted in reducing emissions in 40%, 70% and 100%. The effect is not obvious to emissions of CO2.

目錄
中文摘要 i
英文摘要 iii
致謝 v
目錄 vi
表目錄 ix
圖目錄 x
符號表 xiv
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 3
1.3 研究方法 7
1.4 研究範圍與限制 8
1.5 論文架構 9
第二章 文獻探討 10
2.1 乙醇汽油混合燃料 11
2.1.1 乙醇汽油混合燃料之熱力特性分析 11
2.1.2 乙醇汽油混合燃料對引擎輸出特性分析 13
2.2 進氣道阻塞 15
2.2.1 進氣道參數對引擎性能之影響 15
第三章 實驗設備與實驗方法 18
3.1 實驗系統 18
3.1.1 底盤動力測試系統 19
3.1.1.1 氣冷式渦電流底盤動力計 21
3.1.1.2 路阻器 23
3.1.1.3 機油溫度感知器 25
3.1.2 數據擷取系統 26
3.1.2.1 噴射機車電腦診斷儀 26
3.1.2.2 Dyno-MAX “Pro” 28
3.1.3 廢氣採樣系統 28
3.1.3.1 廢氣分析儀 28
3.1.3.2 真空幫浦 30
3.1.4 進氣道阻塞模擬 31
3.2 實驗燃料 33
3.3 實驗參數 34
3.4 實驗環境 34
3.5 實驗步驟與方法 34
第四章 結果與分析 37
4.1 乙醇-汽油混合燃料對機車性能影響 37
4.1.1 乙醇-汽油燃料對機車性能輸出扭矩之影響 38
4.1.2 乙醇-汽油燃料對機車廢氣排放之影響 40
4.1.2.1 機車廢氣CO排放分析 40
4.1.2.2 機車廢氣HC排放分析 41
4.1.2.3 機車廢氣NO排放分析 42
4.1.2.4 機車廢氣CO2排放分析 43
4.2 進氣道淨截面積縮減對機車性能影響 59
4.2.1 進氣道淨截面積對機車性能輸出扭矩之影響 59
4.2.2 進氣道淨截面積對機車廢氣排放影響 60
4.2.2.1 機車廢氣排放CO分析 61
4.2.2.2 機車廢氣排放HC分析 61
4.2.2.3 機車廢氣排放NO分析 62
4.2.2.4 機車廢氣排放CO2分析 63
第五章 結論與建議 65
5.1 結論 75
5.2 建議與未來發展 76
參考文獻 78

表目錄
表1.1 國內環保法規(四期與五期)與國際規範對照表 6
表1.2 汽油與乙醇之化學特性與熱力性質對照表 7
表2.1 不同乙醇-汽油混合燃料之熱力特性表 12
表3.1 RACING 150 Fi引擎諸元表 21
表3.2 底盤動力計規格表 22
表3.3 廢氣分析儀規格表 29
 
圖目錄
圖3.1 實驗設備示意圖 18
圖3.2 實驗用機車 20
圖3.3 渦電流性能曲線圖 22
圖3.4 底盤動力計Load Cell 23
圖3.5 底盤動力計Load Cell校正用25磅法碼 23
圖3.6 底盤動力計之路阻器 24
圖3.7 機油溫度量測裝置 25
圖3.8 底盤動力計螢幕資訊顯示 26
圖3.9 底盤動力計預留溫度通道配置配置 26
圖3.10 噴射機車電腦診斷儀 27
圖3.11 噴射機車電腦診斷儀診斷畫面 27
圖3.12 底盤動力計實驗數據攫取格式 28
圖3.13 HORIBA廢氣分析儀 30
圖3.14 廢氣收集系統之真空幫浦 31
圖3.15 廢氣收集系統之水過濾器 31
圖3.16 噴射機車系統示意圖 32
圖3.17 進氣道模擬組件 32
圖3.18 改裝之進氣道 33
圖3.19 實驗流程圖 36
圖4.1 乙醇-汽油混合燃料對機車扭矩特性之影響；進氣道淨截面積
(a)100%與(b)70% 44
圖4.2 乙醇-汽油混合燃料對機車扭矩特性之影響；進氣道淨截面積
(a)40%與(b)20% 45
圖4.3 乙醇-汽油混合燃料對機車扭矩特性之影響；進氣道淨截面積
(a)15%與(b)10% 46
圖4.4 乙醇-汽油混合燃料對機車廢氣CO之影響；進氣道淨截面積
(a)100%與(b)70% 47
圖4.5 乙醇-汽油混合燃料對機車廢氣CO之影響；進氣道淨截面積
(a)40%與(b)20% 48
圖4.6 乙醇-汽油混合燃料對機車廢氣CO之影響；進氣道淨截面積
(a)15%與(b)10% 49
圖4.7 乙醇-汽油混合燃料對機車廢氣HC之影響；進氣道淨截面積
(a)100%與(b)70% 50
圖4.8 乙醇-汽油混合燃料對機車廢氣HC之影響；進氣道淨截面積
(a)40%與(b)20% 51
圖4.9 乙醇-汽油混合燃料對機車廢氣HC之影響；進氣道淨截面積
(a)15%與(b)10% 52
圖4.10 乙醇-汽油混合燃料對機車廢氣NO之影響；進氣道淨截面積
(a)100%與(b)70% 53
圖4.11 乙醇-汽油混合燃料對機車廢氣NO之影響；進氣道淨截面積
(a)40%與(b)20% 54
圖4.12 乙醇-汽油混合燃料對機車廢氣NO之影響；進氣道淨截面積
(a)15%與(b)10% 55
圖4.13 乙醇-汽油混合燃料對機車廢氣CO2之影響；進氣道淨截面積
(a)100%與(b)70% 56
圖4.14 乙醇-汽油混合燃料對機車廢氣CO2之影響；進氣道淨截面積
(a)40%與(b)20% 57
圖4.15 乙醇-汽油混合燃料對機車廢氣CO2之影響；進氣道淨截面積
(a)15%與(b)10% 58
圖4.16 進氣道淨截面積對機車扭矩特性之影響；乙醇-汽油混合燃料
(a)E0與(b)E40 65
圖4.17 進氣道淨截面積對機車扭矩特性之影響；乙醇-汽油混合燃料
(a)E60與(b)E80 66
圖4.18 進氣道淨截面積對機車廢氣CO之影響；乙醇-汽油混合燃料
(a)E0與(b)E40 67
圖4.19 進氣道淨截面積對機車廢氣CO之影響；乙醇-汽油混合燃料
(a)E60與(b)E80 68
圖4.20 進氣道淨截面積對機車廢氣HC之影響；乙醇-汽油混合燃料
(a)E0與(b)E40 69
圖4.21 進氣道淨截面積對機車廢氣HC之影響；乙醇-汽油混合燃料
(a)E60與(b)E80 70
圖4.22 進氣道淨截面積對機車廢氣NO之影響；乙醇-汽油混合燃料
(a)E0與(b)E40 71
圖4.23 進氣道淨截面積對機車廢氣NO之影響；乙醇-汽油混合燃料
(a)E60與(b)E80 72
圖4.24 進氣道淨截面積對機車廢氣CO2之影響；乙醇-汽油混合燃料
(a)E0與(b)E40 73
圖4.25 進氣道淨截面積對機車廢氣CO2之影響；乙醇-汽油混合燃料
(a)E60與(b)E80 74

參考文獻
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