字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  

詳目顯示

以作者查詢圖書館館藏以作者&題名查詢臺灣博碩士以作者查詢全國書目
研究生中文姓名:呂俞賦
研究生英文姓名:LU, YU-FU
中文論文名稱:非道路柴油機使用柴油/LPG混合燃料對油耗與廢氣排放之實驗研究
英文論文名稱:An Experimental Study of Fuel Consumption and Exhaust Emissions for a Nonroad Diesel Engine Fuelled with Diesel/LPG Blends
指導教授姓名:鄭元良
口試委員中文姓名:教授︰閻順昌
教授︰李世榮
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:機械與機電工程學系
學號:10172056
請選擇論文與海洋研究相關度:無相關
請選擇論文為:應用型
畢業年度:103
畢業學年度:103
學期:
語文別:中文
論文頁數:87
中文關鍵詞:非道路柴油機廢氣排放8模式測試程序LPG混合燃料
英文關鍵字:nonroad diesel engineexhaust emissionseight-mode test cycleLPGblend fuel
相關次數:
  • 推薦推薦:0
  • 點閱點閱:66
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:8
  • 收藏收藏:0
考慮單位能源之價格,LPG較柴油具有競爭性。柴油機使用柴油與LPG混合燃料可節省燃油費用並降低營運成本。本篇論文探討柴油機使用柴油與LPG混合燃料之油耗性能與廢氣排放,研究作為柴油機新型替代燃料之可行性。

本實驗採用美國環保署(EPA) 訂定之ISO-8178非道路應用柴油機廢氣排放測量的國際標準。本實驗探討在兩種不同混合比例之柴油與LPG混合燃料,L20D80、L30D70,使用於一具直噴非道路柴油機上。並依據ISO-8178-C1型穩態測試週期,在8模式測試程序下進行引擎測試,用不同噴油正時、噴油壓力,並添加十六烷值添加劑。並探討混合燃料在不同引擎運轉模式下,引擎廢氣排放與油耗之影響進行探討。

實驗結果顯示,L20D80與L30D70混合燃料之燃料轉換效率,在最大動力輸出時可達到41%。L30D70混合燃料的平均bsCO排放較柴油為低。L20D80或L30D70混合燃料之[bsNOx+bsHC] 排放遠較柴油為高。其中L20D80混合燃料使用13°bTDC正時/157bar噴油壓力的8 Mode平均bsHC排放最低,與柴油相當,均為5.9 g/kW-h。

L20D80與L30D70混合燃料黑煙污染度大致均在1 %以下, 8 Mode平均smoke排放幾乎均較柴油為低。其中最低者為L20D80使用9°bTDC正時/ 157bar噴油壓力之平均smoke排放為0.31%。

關鍵字:非道路柴油機、廢氣排放、8模式測試程序、LPG、混合燃料
In terms of the cost per unit energy, LPG has the superiority of competition than diesel fuel. Using diesel/LPG blend fuel, the operating cost may be reduced by lowering down the cost of fuel. It is intended in this study to study the fuel consumption and exhaust emissions of diesel/LPG blend fuel, as well as the feasibility of blend fuel as the new type of alternative fuel for diesel engines.

Two blend ratios of diesel/LPG blend fuel, L20D80 and L30D70, are used in this study for a non-road DI diesel engine. Cetane improver is added to assure the ignition characteristics of diesel/LPG blend fuel. ISO-8178-C1steady test cycle is employed to practice the regulated eight test modes. The fuel consumption and exhaust emissions are analyzed for the engine using blend fuel under different fuel injection timings and injection pressures.

The experimental results reveal that 41% fuel conversion efficiencies is obtained for L20D80 and L30D70 blend fuels at maximum power output. The eight-mode mean bsCO emission of L30D70 blend fuel is lower than diesel. The eight-mode mean result of the combined bsNOx-and-bsHC emission is far greater than diesel fuel. Using 13°bTDC injection timing /157bar injection pressure, the eight-mode mean bsHC emission of L20D80 blend fuel is the lowest, with a value 5.9 g/kW-h exactly the same as diesel fuel.

The contamination degree of exhaust smoke of L20D80 and L30D70 blend fuels is popularly lower than 1%, while the eight-mode mean results are lower than diesel fuel. Among the results, the lowest contamination degree of exhaust smoke is 0.31% for L20D80 blend fuel using 9°bTDC injection timing /157bar injection pressure.

Keywords: nonroad diesel engine, exhaust emissions, eight-mode test cycle, LPG, blend fuel
中文摘要 I
Abstract II
目錄 III
表目錄 V
圖目錄 VI
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機與目標 3
第二章 理論燃料性質文獻回顧 5
2.2制動單位廢氣排放 6
2.3燃料性質 6
2.4文獻回顧 9
2.5國際非道路柴油機之排放法規 13
2.5.1美國非道路柴油機之排放法規 14
2.5.2歐盟非道路柴油機之排放法規 16
2.5.3日本非道路柴油機之排放法規 17
2.5.4美國、歐盟與日本非道路柴油機排放標準比較 18
第三章 實驗設備與研究方法 20
3.1柴油引擎與性能試驗設備 20
3.2混合燃料之燃料系統 21
3.3 量測儀器與量測方法 22
3.4試驗油品之混合比例與性質 24
3.5 非道路柴油機8Mode測試程序 28
3.5.1引擎測試項目 28
3.5.2 L20D80混合燃料引擎試驗所使用之設定参數 29
3.5.3 L30D70混合燃料引擎試驗所使用之設定參數 30
3.5.4 L20D80與L30D70混合燃料8 Mode測試程序 30
第四章 實驗結果與討論 32
4.1 混合燃料實驗結果分項討論方式 32
4.2 L20D80混合燃料在不同噴油設定之油耗性能與廢氣排放 32
4.3 L30D70混合燃料在不同噴油設定之油耗性能與廢氣排放 38
4.4 L20D80與L30D70燃料之8 Mode油耗性能與廢氣排放 43
第五章 結論 46
5.1實驗結論 46
5.2 檢討與展望 47
參考文獻 48
附錄 51
附表 55
附圖 66
1. 聯合國環境署,http://www.grida.no/
2. 聯合國氣候變化綱要公約的京都議定書
3. 黃乙倫、吳榮華,「高油價時代瓦斯車、柴油小客車及油電(Hybrid)混合車之發展政策立場」,國立成功大學資源工程學系專題,2005年7月。
4. 經濟部能源局,http://www. moeaboe.gov.tw/oil102/oil1022010/index.html
5. 美國環保署,https://www.dieselnet.com/standards/cycles/iso8178.php
6. 歐洲非道路型柴油機排放標準,https://www.dieselnet.com/standards/eu/nonroad.php
7. 日本非道路型柴油機排放標準,https://www.dieselnet.com/standards/jp/nonroad.php
8. ISO-8178-C1型,http://www.doc88.com/p-33070063566.html
9. 李長榮化學工業股份有限公司網站,http://www.lcygroup.com/tc/t-index.asp
10. Pulkrabek, Willard W., Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine, Prentice-Hill, 1997.
11. 體積模量,http://en.wikipedia.org/wiki/Bulk_modulus
12. Newton-Laplace Formula,http://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_sound
13. İ#westeur040#ing#westeur061#r, Y., and Altiparmak, D., “Effect of fuel cetane number and injection pressure on a DI Diesel engine performance and emissions,” Energy Conversion and Management, 44, pp389-397, 2003.
14. Taylor, C.F., Internal Combustion Engines, International Textbook Company, 1989.
15. Broering, L.C., “Effect of Diesel fuel properties on emissions and performance,” SAE Paper No. 740692, 1974.
16. McMillan, M.L., Halsall, R., “Fuels effects on combustion and emissions in a direct injection diesel engine,” SAE Paper No. 881650, 1988.
17. Den Ouden, C.J.J., Clark, R.H., Cowley, L.T., Stradling, R.J., and Lange, W.W., “Fuel quality effects on particulate matter emissions from light and heavy duty Diesel engines,” SAE Paper No.942022, 1994.
18. Cunningam, L.J., Henly, T.J., Kulinowski, A.M., “The effects of Diesel ignition improvers in low-sulphur fuels on heavy-duty Diesel emissions,” SAE Paper No.902173, 1990.
19. Lange, W.W., “The effects of fuel properties on particulate emission in heavy duty truck engines under transient operating conditions,” SAE Paper No. 912425, 1991.
20. Sienicki, E.J., Jass R.E., Slodowske, W.J., McCarty C.I., Krodel A.L., “Diesel fuel aromatic and cetane number effects on combustion and emission from a prototype 1991 Diesel engine,” SAE Paper No. 902172, 1990.
21. Kent, B., Terry, L., Ullman, L., Robert, L.M., “Effects of cetane number, aromatics and oxygenates on emissions from 1994 heavy-duty Diesel engine with exhaust catalyst,” SAE Paper No. 950250, 1995.
22. Singer, M., Heinze, P., Stein, H.J., “European programme on emissions, fuels and engine technologies (EPEFE)-heavy-duty Diesel study,” SAE Paper No.961074, 1996.
23. Karimi, E., A short course on Diesel particles and NOx emission, University of Leeds, UK, 3-7 April, 1995.
24. Heywood, J.B., Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw Hill, 1988.
25. Norman C. Energy and Combustion Science, University of Sheffield, 1971.
26. 張翠萍、楊慶佛、胡真,「ZS195柴油機燃用二甲醚(DME)-柴油混合燃料的試驗研究」,內燃機學報,第22卷,第4期,2004。
27. 黃震、喬信起、張武高、吳君華、張俊軍,「二甲醚發動機與汽車研究」,內燃機學報,第26卷,2008年。
28. Ying Wang, Longbao Zhou, Hewu Wang, “Diesel Emission Improvements by the Use of Oxygenated DME/Diesel Blend Fuels,” ELSEVUER, www.elsevier.com/locate/atmosenv.
29. 祁東輝、边耀璋、馬志义,「LPG溶入柴油的噴射霧化特性研究」,內燃機工程,Vol.25,No.1,2004。
30. Sato, Y., Noda, A., and Sakamoto, T., “Combustion control of direct injection methanol engine using a combination of heating and exhaust gas recirculation,” JSAE 9537943, 1995.
31. Kusaka, J. et al., “Combustion and exhaust gas emission characteristics of a diesel engine dual-fueled with natural gas,” JSAE 20004286, 2000.
32. 祁東輝、边浩毅、劉津,「供油提前角對LPG/柴油混合燃料發動機的影響」,長安大學學報,Vol.28,No. 2,2008。
33. 祁東輝、边耀璋、劉卷苍,「柴油機燃用液化石油氣兩種方式的燃燒特性」,長安大學學報,Vol.26,No.6,2006。
34. 郑瑞、張煜盛、徐波、田威,「低黏度液化燃油在油泵偶件環隙中洩漏的研究」,中國科技論文在線,2005。
35. DME Handbook, Edited and Published by Japan DME Forum, 2007.
36. 呂有豐,「柴油引擎使用傳統柴油與替代燃料排放特性及噴霧模擬之研究」,國立臺灣大學生物產業機電工程學系博士論文,2001。
37. 喬信起、張光德、黃震、方俊華、宋鈞、王岩,「柴油機燃用二甲醚噴射與燃燒的試驗研究」,農業機械學報,第35卷,第1期,2004。
38. 祁東輝、劉聖华、宮艳峰、周龍保,「缸內直噴液化石油氣/柴油混合燃料發動機燃燒特性研究」,西安交通大學學報,Vol.39,No5,2005。
39. Zhihao Ma, Zuohua Huang, Chongxiao Li, Xinbin Wang, and Haiyan Miao, “Effects of Fuel Injection Timing on Combustion and Emission Characteristics of a Diesel Engine Fueled with Diesel-Propane Blends,” Energy & Fuels, 1504-1510, 2007.
40. 美國級非道路型柴油機排放標準,https://www.dieselnet.com/standards/us/nonroad.php
41. Perry R.H., Green, Don W., Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 1997.
42. Petrauskas, A., “Experimental determination of sound velocity in liquefied propane-butane gas mixture (LPG),” ULTRAGARSAS (ULTRASOUND), Vol. 63, No. 3, 2008.
電子全文
全文檔開放日期:2017/12/18
 
 
 
 
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
* *