臺灣博碩士論文加值系統

柴油引擎具有熱效率高、輸出扭力大及油價便宜、穩定又耐用等諸多優點，因此在動力機械方面始終扮演著重要的角色，如車輛、船舶、農業機械等，對於全球經濟發展功不可沒；然而排放的黑煙、氮氧化合物和碳氫化合物的濃度造成空氣汙染，影響人類健康，長期吸入會導致呼吸系統疾病。為了降低這些有害廢氣的排放，本研究將高純度的甲醇及高純度的甲醇中添加5%蒸餾水的燃料加入柴油中，且在不改變原柴油引擎設計參數下，探討此兩種甲醇混合燃料對柴油引擎性能、燃料消耗率和廢氣排放濃度等影響之分析。經實驗結果顯示：兩種甲醇混合燃料的BSFC值均較超級柴油高，但其smoke、HC和NOX排放濃度以及EGT值均較超級柴油有顯著的減低。又添加蒸餾水的高純度甲醇混合燃料之BSFC值較高醇度的甲醇混合燃料高，但其smoke、HC和NOX排放濃度以及EGT值均低於高醇度的甲醇混合燃料。

Diesel engines have the advantage of high thermal efficiency, maximum torque output, cheap oil, stability and durability. So diesel engine has an important contribution in dynamic machine, such as vehicle, ship, agri-motor etc. It is effective contributions to develop world economy. But the contaminant of diesel engines, such as smoke, NOX and HC emissions will lead air pollution to damage respiratory disease. In order to reducing exhaust emission, the theme of theses analyze that super diesel fuels are added by 90% with high-purity methanol additive and 5% water-contented methanol additive in non-modified diesel engines, respectively. The results show that the anhydrous methanol mixed fuel has higher BSFC value, the smoke, NOX, HC emissions and exhaust gas temperature, however, is lower than super diesel; the methanol mixed fuel with water which contains lower heating value also has higher BSFC value, but the smoke, NOX and HC emission levels, as well as exhaust gas temperature are lower than the anhydrous methanol mixed fuel.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 5
1.3 研究目的 6
1.4 研究方法 7
1.5 研究範圍與限制 8
第二章 文獻探討 9
2.1 柴油引擎的燃燒過程 9
2.2 柴油引擎的燃燒時期 9
2.3 甲醇製造 12
2.3.1 甲醇合成技術 12
2.3.2 甲醇物性 16
2.3.3 甲醇燃料的特性 16
2.4 甲醇燃料之相關研究 16
2.4.1 國內之研究 16
2.4.2 國外之研究 18
2.5 結語 20
第三章 實驗設備與方法 21
3.1 實驗設備 21
3.1.1 單缸柴油引擎 23
3.1.2 引擎馬力試驗機 25
3.1.3 NOX分析儀 26
3.1.4 HC分析儀 27
3.1.5 柴油黑煙濃度計 28
3.1.6 排氣溫度感知器 29
3.2 實驗用燃料與調配方法 30
3.3 實驗方法 33
第四章 實驗結果與討論 34
4.1 BSFC值比較 34
4.2 BMEP值比較 38
4.3 smoke濃度值比較 39
4.4 NOX濃度值比較 43
4.5 HC濃度值比較 47
4.6 EGT值比較 51
第五章 結論、建議與未來研究方向 56
5.1 結論 56
5.2 建議 57
5.3 未來研究方向 58
參考文獻 59
著作發表 62
附錄
A：SD燃料實驗數據 63
B：MA10混合燃料實驗數據 69
C：MB10混合燃料實驗數據 75

[1]左峻德，「我國發展生質能源產業之可能性」，農業生技產業季刊，第九期，2007年，第56-61頁。
[2]BP, "Statistical Review of World Energy June 2011," http://www.bp.com/sectionbo dycopy.do?categoryId=7500&contentId=7068481, 2011.
[3]Arcoumaris, C.Megaritis, A., "Real-Time Measurement of Particulate Emissions in a Turbocharged DI Diesel Engine," SAE paper, No.922390, 1992.
[4]黃靖雄，汽車排氣污染與控制全書，台北：全華科技圖書公司，1991。
[5]行政院環境保護署移動汙染源管制網，柴油車管制-加嚴排放標準，2011。
[6]蔡信行，「替代燃料與再生能源」，科學發展，一般報導，第三百六十五期，2003，第62-67頁。
[7]陳振智、楊慕震，「甲醇燃料特性及其應用」，能源季刊，第二十一卷，第四期，1991，第117-131頁。
[8]Environment News Service (ENS), http://www.ens-newswire.com/ens/sep2011/ 2011-09-30-01.html, 2011.
[9]中華民國統計資訊網，機動車輛登記數，http://mobile.epa.gov.tw/fuel_1.aspx，2011。
[10]John B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, Columbus: McGraw-Hill Book company, 1988, pp.615-697.
[11]Gary L.Borman & Kenneth W.Ragland, Combustion Engineering, Columbus: McGraw-Hill Book company, 1998.
[12]Christopher A.Sharp, "Transient emissions testing of biodiesel and other additives in a DDC series 60 engines," National Biodiesel Board, 1994.
[13]謝克昌、李忠，甲醇及其衍生物，北京：化學工業出版社，2002。
[14]化學工業出版社組織編寫，化工生成流程圖解，北京：化學工業出版社，1990。
[15]房德仁、李海洋、李士芹，近十年甲醇合成技術發展(上)，上海化工，2000。
[16]房德仁、李海洋、李士芹，近十年甲醇合成技術發展(下)，上海化工，2000。
[17]謝煜生，甲醇作輔助燃料噴射於柴油引擎之性能研究，碩士論文，國立成功大學機械工程研究所，台南，1981。
[18]王中行，直接噴射式柴油引擎使用甲醇-柴油雙燃料之燃燒特性與排氣污染之計算分析，碩士論文，國立成功大學機械工程研究所，台南，1981。
[19]王勝國，柴油-酒精為混合燃料之柴油引擎燃燒循環變異分析，碩士論文，國立成功大學機械工程研究所，台南，1983。
[20]吳贊鐸，替代性燃料對汽柴油引擎性能、毒性與污染特性分析之研究，博士論文，國立台灣大學造船及海洋工程學研究所，台北，1999。
[21]鄭建富，甲醇乳化燃料對直噴式柴油引擎性能及排放影響之研究，碩士論文，國立臺北科技大學車輛工程研究所，台北，2002。
[22]謝其政，水乳化燃料對直噴式柴油引擎性能及排放之研究，碩士論文，國立臺北科技大學車輛工程研究所，台北，2002。
[23]陳建志，傳統柴油添加醇類/生質柴油/甲種漁船油等燃油對船用引擎性能及噴射元件磨耗之影響探討，碩士論文，國立雲林科技大學機械工程研究所，雲林，2007。
[24]Tillman, R. M., Spilman. O. L., and Dalen, M. D., "Potential for Methanol as an Automotive Fuel," SAE paper, No.750118, 1975.
[25]Powell, T., "Racing Experiences with Methanol and Ethanol-Based Motor-Fuel Blends," SAE paper, No.750124, 1975.
[26]Johnson, R.T. Riley, R, K., and Dalen, M. D., "Performance of Methanol- Gasoline Blends in a Stratified Charge Engine Vehicle," SAE paper, No.760546, 1976.
[27]Chiu, P. C., and Hong, L. H., "The Effect of Methanol Injection on Emission and Performance in a Carbureted SI engine," SAE paper, No.790954, 1979.
[28]Nichols, R. J., "Investigation of the Octane Rating and Autoignition Temperature of Methanol-Gasoline Blends," SAE paper, No.800258, 1980.
[29]Neitz, A., "Man Methanol Engines for Use in Buses," SAE paper, No.885178, 1988.
[30]Weaver, C. S., "Cost-Effectiveness of Alternative Fuel and Conventional Technologies for Reducing Transit Bus Emission in Santiago," Chile, SAE Transactions, 98(4), pp. 534-549, 1989.
[31]Larbey, R. J., "Motor Transport Fuel Additives for Today and Tomorrow: Environmental Issue," Issues Relating to Air Quality and Wastes, British, 1994.
[32]林成原、林修安，「生質柴油引擎性能與排氣特性」，燃燒季刊，第一十四卷，第二期，2005，第36-40頁。
[33]M. Lapuerta, O. Armas and J. M. Herreros, "Emissions from a diesel-bioethanol blend in an Automotive Diesel Engine," Fuel, Vol. 87, 2008, pp. 25-31.
[34]Y. Di, C. S. Cheung and Z. Huang, "Experimental study on particulate emission of a diesel engine fueled with blended ethanol-dodecanol-diesel," Aerosol Science, Vol. 40, 2009, pp. 101-112.
[35]陳瑞宗，油水乳化液特性研究與分析，碩士論文，國立台灣大學機械工程研究所，台北，1987。
[36]盧景煌，油水乳化液在單缸柴油引擎可行性的研究，碩士論文，國立台灣大學機械工程研究所，台北，1989。
[37]S. Cenk，「Engine performance and exhaust gas emissions of methanol and ethanol–diesel blends」，Fuel，vol.89，no.11，2010。pages3410-3415
[38]韓昭滄，燃料及燃燒，北京：冶金工業出版社，2004。