[心得] 酒精汽油讓人飽閣醉？你需要知道的冷知識

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※大量學理燒腦 不喜誤入

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酒精汽油終究是要慢慢推廣了
昨天看到酒精汽油的試駕會影片 分別為E10與E100
為美國穀物協會與YAMAHA合辦

之前我一篇「一年一度 屬於老車噩夢的排氣檢驗大解析」
文章代碼 #1dDYiYxa(biker)

裡面很多人留言中提到酒精汽油的使用
我也說要開一篇 結果當時講完就忘了

現在補上ㄏㄏ

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汽油的成分與製造：

汽油的組成並不是單一化學品 大致上有下列主要成分

1.碳氫化合物
汽油是數百種碳氫化合物組成 其中依照類別與尺寸大小
有烷類(paraffins)
烯烴類(olefins)
環烴類(naphthenes)
芳烴類(arimatics)

芳香烴具有高抗爆性 常用來提高辛烷值
會造成燃燒室積碳與尾氣排放

通常越高辛烷值的汽油含有越多芳香烴
你平常手冊寫+92以上 建議就+92

越高號數 理論上來說 反而會有潛在積碳風險
(但實際上不明顯 因汽油商也可能在汽油中加入更多清淨劑抑制積碳)

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而大家都聽過的 裂解與重組
是一種把重油或輕油裂解或合成為汽油的其中一個製程
https://i.imgur.com/4qTm0Sd.png

重組(Reforming)：將油品中的烷烴與烯烴 利用重組反應
把分子結構轉成為環型烴或芳香烴

以目前國內兩大供油公司(中油重組 台塑裂解)
兩者汽油性能與負面影響差異幾乎是可忽略 不多贅述

2.苯
存在於天然原油中 具有高辛烷值
明確致癌(白血病) 加油站油氣逸散與未完全燃燒排放都會產生苯

以健康角度 我個人完全不建議在加油站打工
事實上我也不推崇加油站員工的存在 或者只需要少數幾個
像國外那樣 在安全的地方站的老遠 客人要加油自己去加
除非出什麼奇怪的亂子 否則根本不用加油站員工介入那樣

台灣就真的很奇怪 一堆巨嬰政策與行業
把油槍放進去 把油加滿 這到底有什麼難的
有人覺得這很困難 我看要嘛雙手骨折 要嘛流口水的
那不要上路可能比較安全

3.含氧添加劑
這就是重點了 這個含氧添加劑就是本篇主角
在燃料中添加含氧成分如同增加燃燒所需空氣 能夠使燃燒更完全降低CO生成
也有提高辛烷值的效果

常見添加劑
1.甲基三級丁基醚(Methyl Tertiary-Butyl Ether 縮寫MTBE)
目前最廣用 等等會提到

2.乙基三級丁基醚(Ethyl Tertiary-Butyl Ether 縮寫ETBE)
做為MTBE替代 這邊不贅述

3.第三戊基甲基醚(Tert-Amyl Methyl Ether 縮寫TAME)

4.異丙醚(Diisopropyl Ether)

5.乙醇(Ethanol)
本篇主角 等等也會提到他

6.甲醇(Methanol)

等等等

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MTBE是由天然氣中的異丁烷與甲醇合成出來的人造含氧化學物
由於原本含鉛那個高級汽油用來提高辛烷值的東西叫做「四乙基鉛」

狠毒 被全面禁用了
因此MTBE就全面取代四乙基鉛了

雖然轉變初期有一些老舊車款原先使用高級汽油轉用無鉛汽油導致的汽門閥座凹陷等等
但後來造車工藝改進 幾乎就沒什麼太大影響

MTBA升辛烷 降CO HC 好處多多一級棒
但是 就是這個但是
MTBE在製造 使用 運輸 儲存過程如果有滲漏或油槽破裂
就會導致地下水飲用水嚴重汙染

然後有些國家又禁用了= =

所以後來就有所謂的酒精汽油
用乙醇來取代其中的MTBE 比如說5%酒精就E5 10%酒精就E10

乙醇有比起MTBA 汽化潛熱更高 排汙少的特點
其性質非常易於取代原本的MTBA
在現有的E3 甚至未來的E10以下對於「引擎」與「空燃比」也不需要太多的改動

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酒精汽油之優點：

1.醇類混合燃料會使進氣歧管與進氣衝程蒸發冷卻
此現象稱蒸發潛熱(Evaporation latent heat) 乙醇為220kcal 汽油為84kcal
從而增加進氣密度 增加有效容積與功率的輸出
且因冷卻效果 減少動力損失與降低循環溫度

2.乙醇為含氧燃料 酒精汽油有預混氧效應 汽油燃燒更完全 減少積碳形成
其排放尾氣顯著降低CO HC NO的排放 NOx則更取決於引擎操駕環境

4.較低的化學計量空燃比 以汽油來說完全燃燒大約為14.65 乙醇只需9.03
相差0.62倍 意味著只需較少的空氣即可達到完全燃燒

5.更高的辛烷值 以95無鉛汽油E0與酒精汽油E10比較 E10辛烷值高出3.2%
意味著能夠承受更高的壓縮比與更激進的點火角 從而實現更高的動力表現

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酒精汽油之缺點：

1.乙醇水溶性問題
乙醇為100%與水相容 但汽油的水溶性幾乎微不足道(報告顯示negligible)
此現象會造成零件腐蝕的現象
對於銅 黃銅 鋁零件起反應而造成機件損壞
使用酒精燃料對於發動機的腐蝕幾乎是物理限制上的存在 很難完全避免

且對大部分橡膠 PVC塑膠起反應 造成供油管路阻塞
需使用氟碳化合物(fluorocarbon)類的橡膠避免

2.E10以上酒精汽油會因熱值(Heating value)明顯降低導致燃料使用效能降低
影響扭力輸出 乙醇熱值為6400kcl/kg 汽油為10500kcal/kg
以E10與E0比較 熱值減少約4%

越高的熱值燃燒後有更大的動能輸出

低熱值與高汽化熱的性質 有可能使引擎操作溫度較低
從而衍伸額外動力影響

乙醇的低熱值也意味著在「直接套用現有汽油為基礎架構下」的引擎
引擎動力會下降 油耗潛在的上升

但以現有的E3酒精汽油 甚至到E10 影響並不顯著

3.酒精汽油與無鉛汽油的RVP不同
一般來說測量蒸氣壓的方法為採用雷氏蒸氣壓(Reid Vapor Pressuer 簡稱RVP)來做衡量乙醇蒸氣壓約為2.5PSI 較汽油8~15PSI低許多 數值越高揮發性越強
這代表乙醇燃料在油箱內的蒸發排放會比汽油少許多 但冷啟動表現也會較差

但值得注意的是揮發性過高也會有額外問題 熱車引擎啟動時會有氣阻(Vapor lock)
導致熱啟動不良與燃料比例過稀

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結論：
如改使用酒精燃料建議需全面進行相關完整的適配性調整
如引擎溫度的影響 最佳點火時間的調整 噴油量調整 空燃比調整

周邊零件的抗腐蝕 汽油商對於酒精汽油的拔水措施 甚至使用環境 油箱改進等等

以上

謝謝大家

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