臺灣博碩士論文加值系統

近年來，能源危機與環境汙染議題受到國際之間的重視，世界各國也積極朝向替代能源的研發與減少環境汙染排放等目標去進行。台灣的機車密集度是世界之冠，因此在台灣地區，機車在行進間所排放的廢氣汙染物質往往比其他私人交通運輸工具還要多，故本研究採用一般市售之環保五期之機車，並以生質丁醇(丙酸丁酯)-汽油混合燃料進行雙燃料混合燃燒方式，觀察其廢氣排汙及性能之影響，再藉由點火正的調整觀察其廢氣排汙及性能的變化。研究中所使用的生質丁醇，不同先前的學者所使用的正丁醇燃料，本研究所使用的生質丁醇為明志科技大學生化工程技術研發中心
，蘇家弘教授所提供之生質丁醇，名為丙酸丁酯Butyl propanoate（BP）。丙酸丁酯（BP）是木質纖維素中的一種產物，利用微生物將纖維素，半纖維素和木質素發酵成生質丁醇，它是一種無色和水果味的液體，可作為溶解性的硝化纖維素和天然及合成樹脂的溶劑。從蘇家弘教授的研究報告指出，在無溶劑面法（RSM）對酯化反應的過程進行了優化，並且在最佳的反應條件下，提高生物催化劑的重複使用效率，進而提升丙酸丁酯（BP）的產量，使其可以有效的量化生產，未來可以廣泛的運用，取代限有的石化燃料。在丙酸丁酯與汽油混合燃料於單缸火花點火引擎之性能及廢氣排放的影響的研究之中。實驗結果發現，當丙酸丁酯的含量越高時，性能與CO2和NOx會有上升的趨勢，CO和HC會有下降的趨勢。在點火角度對於丙酸丁酯與汽油的混合燃料於單缸火花點火引擎之性能及廢氣排放的影響的研究之中。以原廠設定之點火提前角度Crank angle before top dead center 28° (CA BTDC 28°)為研究基礎，實驗結果發現，當點火角度提前時，性能與CO2和NOx會有上升的趨勢，而HC與CO會有下降的趨勢；反之
，當點火角度延後時，性能與CO2和NOx會有下降的趨勢，而HC與CO會有上升的趨勢。在丙酸丁酯與汽油混合燃料於單缸火花點火引擎之溫度的影響的研究之中。實驗結果發現，當丙酸丁酯的含量越高時，引擎溫度與火星塞溫度和排氣管前段溫度會有上升的趨勢。在點火角度對於丙酸丁酯與汽油的混合燃料於單缸火花點火引擎之溫度的影響的研究之中。以原廠設定之點火提前角度Crank angle before top dead center 28° (CA BTDC 28°)為研究基礎，實驗結果發現，當點火角度提前時，引擎溫度與火星塞溫度和排氣管前段溫度會有上升的趨勢；反之，當點火角度延後延後時，引擎溫度與火星塞溫度和排氣管前段溫度會有下降的趨勢。

In recent years, the energy crisis and environmental pollution issues have received international attention. All countries in the world are also actively pursuing the research and development of alternative energy sources and reducing emissions of environmental pollutants.The density of scooter in Taiwan is the highest in the world. Therefore, scooter often emit more pollutants than other private vehicles. Therefore, this study uses the general market through the fifth phase of environmental inspection scooter. And bio-butanol (butyl propionate) and gasoline mixed fuel dual fuel hybrid combustion, observe the impact of exhaust emissions and performance, and then observe the changes of exhaust emissions and performance through ignition positive adjustment.The bio-butanol used in the study was used by different previous authors. The bio-n-butanol used in this study is bio-butanol, named butyl propionate (BP) provided by Prof. Su Jiahong. According to the report of Prof. Su Jiahong, esterification reaction of butanol and propionic acid catalyzed by various lipases is carried out in a solvent-free system.Butyl propionate (BP) is a product of lignocellulose. Fermentation of cellulose, hemicellulose and lignin to bio-butanol using microorganisms. It is a colorless and fruity liquid that acts as a soluble nitrocellulose and solvent for natural and synthetic resins. And the response surface methodology (RSM) was used to optimize the process of esterification, and under the optimal reaction conditions, the efficiency of reusing biocatalyst was increased and the yield of butyl propionate (BP) Can effectively quantify the production of the future can be widely used to replace the limited fossil fuel.
The effects of butyl propionate and gasoline blends on the performance of single-cylinder spark ignition engines and the effects of exhaust emissions. The effects of butyl propionate and gasoline blends on the performance of single-cylinder spark ignition engines and the effects of exhaust emissions. The experimental results show that when the content of butyl propionate is higher, the performance and CO2 and NOx tend to increase, and CO and HC tend to decrease. The influence of the ignition angle on the performance of the mixed fuel of butyl acrylate and gasoline in the performance of a single cylinder spark ignition engine and exhaust emissions.Based on the original set ignition advance angle Crank angle before top dead center 28° (CA BTDC 28°), The experimental results show that when the ignition angle advances, the performance and CO2 and NOx will increase, while HC and CO will decrease. Conversely, when the ignition angle is delayed, the performance and CO2 and NOx will decrease. HC and CO will have a rising trend. In the study of the effects of butyl propionate and gasoline blended fuel on the temperature of a single cylinder spark ignition engine. The experimental results show that when the content of butyl propionate is higher, the engine temperature, spark plug temperature, and the temperature of the exhaust pipe will increase. The influence of the ignition angle on the temperature of the mixed fuel of butyl propionate and gasoline in the single cylinder spark ignition engine. Based on the original setting of the ignition advance angle Crank angle before top dead center 28° (CA BTDC 28°), The experimental results show that when the ignition angle is advanced, the engine temperature, spark plug temperature, and the temperature of the exhaust pipe will increase. Conversely, when the ignition angle is delayed, the engine temperature, spark plug temperature, and the exhaust pipe front There will be a downward trend in temperature.

目錄
明志科技大學碩士學位論文指導教授推薦書 1
明志科技大學碩士學位論文口試委員會審定書 ii
誌謝 iii
摘要 iv
ABSTRACT vi
目錄 ix
圖目錄 xiii
表目錄 xvi
第一章 前言 1
1.1研究背景 1
1.2文獻回顧 7
1.2.1機車引擎及其排放特徵 7
1.2.1.1機車四行程引擎 7
1.2.2機車燃燒廢氣之成因 8
1.2.2.1一氧化碳(CO)之形成 9
1.2.2.2 碳氫化合物(HC)之形成 10
1.2.2.3氮氧化物（NOx）之形成 11
1.2.3機車廢氣對環境及人體之影響 12
1.2.3.1一氧化碳（CO） 12
1.2.3.2碳氫化合物（HC） 13
1.2.3.3氮氧化物（NOx） 13
1.2.4機車引擎廢氣汙染減量排放之方法 14
1.2.4.1減少 CO、HC 的方法 14
1.2.4.2減少NOx的方法 15
1.2.5電子燃油噴射引擎性能特性 16
1.2.5.1空燃比、扭力與排出廢氣汙染關係 16
第二章 點火角度與生質丁醇特性之研究 18
2.1使用點火角度的調整改善性能與排汙之相關研究 18
2.2車用替代燃料目前發展現況 19
2.3生質丁醇(正丁醇)特性之研究 20
2.4生質丁醇(丙酸丁酯)特性之研究 23
2.5研究動機與目的 26
第三章 實驗設備與方法 27
3.1實驗方法 27
3.2實驗設備 28
3.2.1底盤動力計 29
3.2.2廢氣分析儀 30
3.2.3HIOKI溫度/壓力紀錄器 32
3.2.4K型熱電偶式溫度感知器 34
3.2.5環保五期之噴射引擎機車 34
3.2.6aRacer全取代電腦套件組 36
3.2.7實驗用燃料 37
第四章 實驗結果與討論 39
4.1丙酸丁酯與汽油混合燃料於單缸火花點火引擎之性能及廢氣排放的影響 39
4.1.1丙酸丁酯於原廠點火角度對引擎性能之影響 39
4.1.2丙酸丁酯於原廠點火角度對CO之影響 41
4.1.3丙酸丁酯於原廠點火角度對HC之影響 43
4.1.4丙酸丁酯於原廠點火角度對NOx之影響 46
4.1.5丙酸丁酯於原廠點火角度對CO2之影響 48
4.2點火角度對於丙酸丁酯與汽油的混合燃料於單缸火花點火引擎之性能及廢氣排放的影響 50
4.2.1各轉速下點火角度對丙酸丁酯引擎性能之影響 51
4.2.2各轉速下點火角度對丙酸丁酯引擎CO之影響 57
4.2.3各轉速下點火角度對丙酸丁酯引擎HC之影響 64
4.2.4各轉速下點火角度對丙酸丁酯引擎NOx之影響 70
4.2.5各轉速下點火角度對丙酸丁酯引擎CO2之影響 76
4.3丙酸丁酯與汽油混合燃料於單缸火花點火引擎之溫度的影響 82
4.3.1丙酸丁酯於原廠點火角度對引擎溫度之影響 83
4.3.2丙酸丁酯於原廠點火角度對火星塞溫度之影響 85
4.3.3丙酸丁酯於原廠點火角度對排氣管前段溫度之影響 87
4.4點火角度對於丙酸丁酯與汽油的混合燃料於單缸火花點火引擎之溫度的影響 89
4.4.1各轉速下點火角度對丙酸丁酯引擎之引擎溫度的影響 90
4.4.2各轉速下點火角度對丙酸丁酯引擎之火星塞溫度的影響 96
4.4.3各轉速下點火角度對丙酸丁酯引擎之排氣管前段溫度的影響 103
第五章 結論 110
5.1丙酸丁酯與汽油混合燃料於單缸火花點火引擎之性能及廢氣排放的影響 110
5.2點火角度對於丙酸丁酯與汽油的混合燃料於單缸火花點火引擎之性能及廢氣排放的影響 111
5.3丙酸丁酯與汽油混合燃料於單缸火花點火引擎之溫度的影響 113
5.4點火角度對於丙酸丁酯與汽油的混合燃料於單缸火花點火引擎之溫度的影響 114
5.5建議與未來展望 115
參考文獻 117

圖目錄
圖1- 1、亞洲已開發國家單位人口機車數量圖 2
圖1- 2、台電系統歷年電量所佔之比例 4
圖1- 3、2010年全球丁醇之應用領域(左)及全球丁醇市場分布(右) 6
圖1- 4、油氣空燃比與廢氣生成量的關係 12
圖3- 1、機車引擎運轉點 27
圖3- 2、實驗設備配置 28
圖3- 3、底盤動力計監控電腦 29
圖3- 4、廢氣分析儀 30
圖3- 5、HIOKI LR8410-20型 溫度/壓力紀錄器 32
圖3- 6、HIOKI LR8510型 溫度/壓力紀錄器 32
圖3- 7、K型熱電偶式(K-type Thermocouple)溫度感知器 34
圖3- 8、實驗用噴射機車 35
圖3- 9、RC1 Super 全取代噴射電腦 36
圖3- 10、AF1專業寬域空然比機 36
圖3- 11、生質丁醇 38
圖4- 1、丙酸丁酯於原廠點火角度對引擎性能之影響 41
圖4- 2、丙酸丁酯於原廠點火角度對CO之影響 43
圖4- 3、丙酸丁酯於原廠點火角度對HC之影響 46
圖4- 4、丙酸丁酯於原廠點火角度對NOx之影響 48
圖4- 5、丙酸丁酯於原廠點火角度對CO2之影響 50
圖4- 6、當引擎轉速於5500 rpm之下，點火角度的調整對性能的影響 55
圖4- 7、當引擎轉速於6000 rpm之下，點火角度的調整對性能的影響 55
圖4- 8、當引擎轉速於6500 rpm之下，點火角度的調整對性能的影響 56
圖4- 9、當引擎轉速於7000 rpm之下，點火角度的調整對性能的影響 56
圖4- 10、當引擎轉速於7500 rpm之下，點火角度的調整對性能的影響 57
圖4- 11、5500 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎CO之影響 61
圖4- 12、6000 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎CO之影響 62
圖4- 13、6500 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎CO之影響 62
圖4- 14、7000 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎CO之影響 63
圖4- 15、7500 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎CO之影響 63
圖4- 16、5500 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎HC之影響 68
圖4- 17、6000 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎HC之影響 68
圖4- 18、6500 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎HC之影響 69
圖4- 19、7000 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎HC之影響 69
圖4- 20、7500 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎HC之影響 70
圖4- 21、5500 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎NOX之影響 74
圖4- 22、6000 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎NOX之影響 74
圖4- 23、6500 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎NOX之影響 75
圖4- 24、7000 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎NOX之影響 75
圖4- 25、7500 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎NOX之影響 76
圖4- 26、5500 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎CO2之影響 80
圖4- 27、6000 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎CO2之影響 81
圖4- 28、6500 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎CO2之影響 81
圖4- 29、7000 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎CO2之影響 82
圖4- 30、7500 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎CO2之影響 82
圖4- 31、丙酸丁酯於原廠點火角度對引擎溫度之影響 85
圖3- 32、丙酸丁酯於原廠點火角度對火星塞溫度之影響 87
圖4- 33、丙酸丁酯於原廠點火角度對排氣管前段溫度之影響 89
圖4- 34、5500 rpm點火角度對丙酸丁酯引擎之溫度的影響 94
圖4- 35、6000 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎之溫度的影響 94
圖4- 36、6500 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎之溫度的影響 95
圖4- 37、7000 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎之溫度的影響 95
圖4- 38、7500 rpm下點火角度對丙酸丁酯引擎之溫度的影響 96
圖4- 39、5500 rpm下點火角度對丙酸丁酯火星塞溫度的影響 100
圖4- 40、6000 rpm下點火角度對丙酸丁酯火星塞溫度的影響 101
圖4- 41、6500 rpm下點火角度對丙酸丁酯火星塞溫度的影響 101
圖4- 42、7000 rpm下點火角度對丙酸丁酯火星塞溫度的影響 102
圖4- 43、7500 rpm下點火角度對丙酸丁酯火星塞溫度的影響 102
圖4- 44、5500 rpm下點火角度對丙酸丁酯排氣管前段溫度的影響 107
圖4- 45、6000 rpm下點火角度對丙酸丁酯排氣管前段溫度的影響 108
圖4- 46、6500 rpm下點火角度對丙酸丁酯排氣管前段溫度的影響 108
圖4- 47、7000 rpm下點火角度對丙酸丁酯排氣管前段溫度的影響 109
圖4- 48、7500 rpm下點火角度對丙酸丁酯排氣管前段溫度的影響 109
 
表目錄
表1- 1、汽機車登記數及密度統計資料調查表 3
表2- 1、生質丁醇、正丁醇與汽油之物理特性比較表 25
表3- 1、底盤動力計規格表 30
表3- 2、廢氣分析儀規格表 31
表3- 3、HIOKI LR8410-20型規格表 33
表3- 4、HIOKI LR8510型規格表 33
表3- 5、K型熱電偶式(K-type Thermocouple)溫度感知器規格表 34
表3- 6、實驗用噴射引擎機車之規格 35
表3- 7、RC1 Super 全取代噴射電腦規格表 37
表3- 8、AF1專業寬域空然比機規格表 37
表3- 9、DG-1多功能顯示儀表規格表 37
表3- 10、實驗用燃料性質 38

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