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2006年11月7日 星期二

車用燃料的區別

現今環保意識抬頭、車輛燃料價格飆漲,大家對市面一些燃料種類繁多有聽沒有懂....現在稍微說明一下讓大家有一些觀念,首先說明一下石油是碳氫化合物(CxHx,碳與氫的化合物),X的數字越高代表分子結構越大(越複雜)、熱量越高、質量越重、愈不容易完全燃燒、燃燒後的有毒廢氣結構也越複雜。


柴油(Diesel),柴油是一種由原油(crude oil)提煉出來的燃料,在石油業界對柴油的定義是沸點介於華氏400~700度之間,含碳量在C16~C20之間的碳氫化合物就叫柴油。


生質柴油(Bio-Diesel),柴油引擎最佳賣點就是對燃料的寬容度,幾乎所有能想像到的液體燃料都可以使用,像是船舶用的柴油引擎,所使用的根本不是柴油,而是比柴油重許多的重油(含碳量C28~C70)。而現代環保所採用的生質柴油是由回收的食用廢油所提煉出來的,像速食店油炸用油,就是由這類便宜、取得容易的原料來提煉轉換出來的。


汽油(Gasoline),是煉油業的主力商品,同時是獲利率最高的產品。汽油成分比柴油輕、分子量小(含碳量C4~C12),或許大家都不知道~早期煉油業的主力商品不是汽油而是煤油(Kerosene),當年汽油是個令人頭痛的無用副產品,在那不重環保的年代,美國業者還把汽油偷偷到河裡當廢棄物處裡,後來倒的太兇引發河川大火才停止這類不道德的行為。


壓縮天然氣(CNG,Compressed Natural Gas),天然氣的成分為甲烷(Methane),分子式為CH4,看的出只有一個碳原子,因此能夠完全燃燒,跟氧氣(O2)結合只會行成水與二氧化碳(H2O、CO2),然而分子量小、體積龐大、熱值(熱量)又低,所以用於汽車燃料時就必須以壓縮氣體方式儲存,否則巡航里程就會太短,而有跑不遠及時常加油的缺點。若想讓CNG汽車普及就必須有充足的天然氣、法規的獎勵與強制,否則沒人願意放棄好用又方便的汽油。


液化石油氣(LPG,Liquefied Petroleum Gas),也就是大家熟悉的桶裝瓦斯,主要成分為丁烷與少量的丙烷,分子式為C4H10,由他的含碳量就知道熱質會比CNG高,LPG車會比CNG車有力,不過在台灣的普及率還是不理想,與汽油車相較還是有些缺點(成本高、馬力差、加氣困難),在加上法規沒有強制規定所以實行困難,像日本計程車就必須是LPG才能掛牌上路,若換成台灣肯定鬧翻天。


汽醇(Gasohol),是依個新創出來的字,意思是Gasoline+Alcohol(醇)各取前後字母組成的。酒精(乙醇,Ethanol)的熱質很高,是汽油引擎很好的燃料,可是酒精要靠穀類發酵而成,如果缺乏廣大土地來種植穀就無法生產廉價酒精,所以汽醇推廣比較成功的地區都有廣大的農業區,像美國中西部各州,都有產量極高的玉米、巴西用製糖的甘蔗發酵。不過酒精熱值高,腐蝕性也很強,易造成鐵質零件、橡膠管路的腐蝕,因此要加強引擎的耐腐蝕性,在機油裡的抗腐蝕劑也要加強。


柴油引擎(Diesel Engine),這是由德國人Rudolf Diesel所發明,為紀念他就以他的姓氏來稱呼這引擎,不像汽油引擎用火星塞來點燃汽油產生爆燃,他是壓縮新鮮空氣使體積壓到最小也因為壓縮而產生高溫,再將霧化柴油噴入高溫高壓的壓縮空氣裡,因高溫自動引燃油氣而產生爆燃,因為這特性所以引擎壓縮比都在1:15以上,所以柴油引擎還要比汽油引擎更厚實、重量更重、加上高壓設備及精密噴油控制,所以柴油引擎會比較貴的原因。

噴射供油(Fuel Injection),燃油噴射並不是一個新發明,以前的柴油引擎也是噴射供油,只是以前設計的噴射供油壓力比較低、柴油霧化效果不夠、引擎效率不佳,所以噪音、震動、黑煙,都令人詬病,不過最新科技柴油共軌噴射(Common Rail Injection),是將柴油用極高的壓力將霧化柴油儲存在一根共用的軌道裡,在適當的時機藉由精密的電子控制噴油,將廢氣處裡的更乾淨,所以現今的柴油引擎已今非昔比,省油、高扭力、低污染,不過與汽油引擎相較還是有明顯噪音、震動問題。 

以上相關資料參考2006.10汽車生活(CAR&LIFE)


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