星期四, 12月 06, 2018

柴油引擎只要不噴油跟少噴油,就可以從根本解決兩大污染問題。

看到法國黃背心運動,發現實際上人們還是離不開柴油引擎,尤其在日行百里以上的鄉下更是需要柴油引擎,所以只好從根本上來思考污染預防的問題。

目前歐洲車是用EGR跟DPF等來做污染防治,也就是說先讓引擎產生污染物,然後再到排氣系統來解決,是一種事後防治的作法。

這種作法在新車時有效,但等到EGR跟DPF堵塞時,消費者看到維修費用,就乾脆去改電腦程式廢了污染防治系統,這樣便宜很多。但這樣做的結果就是汙染超標,很多歐洲大城都有NOx超標的問題,所以逐漸禁止柴油老車入城,逐漸造成城鄉對立。

NOx超標,是柴油引擎超省油的一體兩面,省油是正面,NOx是反面。

柴油的理論空燃比約14.3,但實際上7~70大概都可以運轉,所以柴油引擎是用噴油量控制動力,多噴油就是大動力(7),少噴油就是小動力(70),這就是柴油引擎很省油的原因。但怠速與定速接近70的超稀薄燃燒,將會導致大量氧氣無柴油可燒,結果就是去燒氮氣,結合成氮氧化物NOx。

所以只要同樣的噴油量,但讓空燃比從70降到10~20的區間,就可以讓柴油接近完美燃燒,只生成CO2跟水。
 
要如何達成空燃比的轉換呢?實際上難度並不高,只要將多缸稀薄燃燒集合成一缸完美燃燒即可,講更簡單就是幾缸不噴油,集中去噴一缸,這樣沒油的汽缸自然不會燃燒,不會生成NOx,唯一噴油的缸因為接近理論空燃比,所以不會有NOx超標的問題。

簡單算一下,70/5=14,也就是說4缸不噴油1缸噴油,即可達成低NOx污染的問題。而柴油引擎常見的缸數為4缸跟6缸,無法被5整除,所以各缸都會輪流噴油燃燒,沒有汽缸冷卻的問題。然後當油門漸漸加大時,噴油的缸數間隔越來越少即可對應,這樣就能解決怠速定速時的省油NOx汙染問題。(不噴油)

另外一提,柴油空燃比降到10以下時將會生成大量黑煙HC,所以禁止單缸噴油量過多即可,缺點是最大動力會降低,但這點可以用提升增壓值或排氣量來解決。(少噴油)
 
噴油控制只要改寫電腦程式即可,對原廠跟電腦改裝廠來說並不困難,唯一比較有問題的是汽缸動力間隔太遠,要改用更高重量的飛輪,來維持運轉穩定。

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