国外生质柴油车辆适用性研究文献分析.docx

PAGE PAGE2 國外生質柴油車輛適用性研究文獻分析1.生質柴油料源特性差異 生質柴油的原料多不勝數，主要為植物或是動物性油脂，國際上主流的料 源有：廢食用油（WasteCooking ）O、i大l 豆油（Soybeeno）i、l油菜籽油(Rapebeen oil、) 棕櫚油(Plamoi、l)蓖麻油（Castor ）oi及l 痲瘋樹籽油(Jatropha ，oi由l)於 各種原料的成分不一（如圖1-1所示），也使其所製成之生質柴油各具有不同的特性，對於引擎也會產生不同的影響，由圖1-2、1-3【2】中可看出縱使引擎的運轉條件不變，在使用不同原料的情形下排污的狀況就會發生變化。 圖 圖1-1生質柴油原料的飽和及不飽和脂肪酸剖面圖【1】 圖1-2使用不同料源生質柴油NOX排放狀況【2】 圖1-3使用不同料源生質柴油HC排放狀況【2】 廢食用油（WasteCookingOilMethylEste）rs,WME 我國與日本皆以廢食用油做為生質柴油的主流原料，其優點在於能將廢棄不用的食用油回收利用，因此原料的成本較低，但也因原料油品的品質不一，需額外添加各種添加劑，或參雜不同種類的原料，使其性質合乎標準規範，另一方面，因廢食用油的來源有限，因此產量上也有所受限。 在羅馬尼亞的一項研究中【3】，利用回收麥當勞的廢食用油為原料的WME，比較其各項性質結果發現，與當年之ASTMD6751：2003標準相較， 2其密度（0.857g/cm）3與閃火點（110℃）符合標準規範，而黏度（5.7mm/s）、 2 酸價（0.92mgKOH/g）與灰份比例（0.028%）皆高於高於國際標準。另一方面，使用WME時由於：燃油輸送循環、壓力波的傳遞時間、平均噴射比例及最大噴射壓力都會受到影響而造成燃燒時間提前，如圖1-4~1-9所示。燃燒時間的提早將會影響引擎的排放、燃燒壓力的峰值、壓力上升的速率及馬力的輸出，而較低的平均噴射時間也會使霧化的品質受到影響，為了消除負面的影響，可提高初期的噴射壓力及調整噴油的時間。 在一項利用WME 的研究測試中，【4】使用雷諾Megane車輛進行7500公里的冬季耐久測試，該車配備四缸四行程、排氣量 1870c.c及.最大馬力75kW@4000rpm的柴油引擎，測試結果發現，使用WME 引擎馬力、扭力下 降了3~5%，排氣溫度及排氣壓力也較化石柴油來的低，單位燃料消耗（率sfc）無顯著變化；而在耐久試驗先期，使用WME的噴油嘴有積碳的現象，可能是冬季燃燒不完全的原因所致，在測試後期因為WME黏度下降，噴油嘴表面變的更加清潔，同時在引擎的汽缸及活塞頂表面並沒有積碳的現象。 R.Anand等人【5】，利用單缸四行程、3.7kW@1500rpm柴油引擎，採定轉速改變負載的測試型態，比較WME與化石柴油的排污差異，測試結果發現使用WME：NOx上升56%、CO下降50%、HC下降22%、SOMKE下降61%，而SFC則增加了17%。 圖1-4WME與化石柴油的扭力變化 【3】 圖1-5使用WME與化石柴油的馬力變化【3】 圖1-6使用WME與化石柴油的燃油消耗變化【3】 圖1-7使用WME與化石柴油的排氣溫度變化【3】 圖1-8使用WME與化石柴油的噴射壓力變化【3】 圖1-9使用WME與化石柴油的排氣壓力變化【3】 大豆油（SoybeenMethylEsters）,SME SEM的特性與化石柴油稍有不同，【6】SEM的黏度較化石柴油高尤其是在低溫時特別明顯，而比重大約比化石柴油高6.1%，熱值則比化石柴油低10.2%，因此【7】SEM的sfc則較化石柴油高約15~18%。而在冷啟動的能力表現【8】，添加比例3%、10%時無顯著影響，但增加到20%時，則需要較長的時間啟動。 【9】在NorifumiMizushima等人的研究，利用棕櫚、油菜籽及大豆製成的生質柴油，以單缸四行程、排氣量2147c.、c.最大馬力25kW@2000rpm的柴油引擎，在定轉速不同負荷的穩定狀態下進行污染測試，測試結果發現如圖1-10所示，NOX的排放隨著負載的增加而增加，其中又以SME的排放最高並普遍高於化石柴油；soot的排放狀況則和NOX相反，soot隨著負載的增加而減少，其中以SEM排放量最高但仍大幅低於化石柴油。 FranciscoElmíioBaccaroN【ig1r0o】等人，利用賓士四缸四行程、排氣量4.25L、最大馬力130kW@2200rpm的柴油引擎依歐盟88/77EEC「13MODE」測試程序，進行試驗，探討不同比例的SEM對引擎排污的影響，測試結果發現，SME添加比例每增加1%其：NOX上升0.186±0.022%、CO下降0.277±0.041%、HC下降0.49±0.05%、PM下降0.25±0.13