汽車燃油在燃燒後廢氣的變化 - 社會議題

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By Madame
at 2008-06-12T00:00

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一般的常識是汽車燃油(以汽油舉例)在燃燒後會產生四種主要的廢氣,NOX,CO,CO2和HC.
當CO及HC的排放量減少時,理論上CO2及NOX的排放量是增加的.我請問如果一部車(不是新車)在何種狀況下這四種廢氣在燃燒後都能同時降低?
Update:
版大的意思我懂,以常識來說co和HC降的話NOX會提高,我也知道NOX是高溫才會產生,CO2不屬廢氣的一環
您提到,CO2與NOX變化相似.假設CO和HC及NOX在現代的科技下能一起降,CO2是否也會跟著降低呢?那所謂的每公升汽,柴油排放的CO2的計算公式是否該改變了?
在實驗中NOX是和CO及HC確定都一起降低了,也經過ARTC的測試,只是台灣沒有測量汽車CO2儀器設備,所以才在這裡發問.
Update 2:
板大也提到12種調整車輛的方法,但我是從溫度的改變著手,不調整您說的那幾項.
Update 3:
版大你真的內行,談到H20.
我在實驗時,H2O增加了很都多.也就是排氣管噴出大量的水.
以汽車專家的論點來說,排氣管的水量多是表示燃燒的更完全,在散熱效率提升後,NOX.CO.HC都一起降低了,只是不知CO2的計算.
除了H2O增加以外,排氣溫度也降低了,不知版大您的看法如何?
我想重新找一個CO2的排放量的計算方法.
在惰轉的測試中,散熱的效率提升,CO和HC幾近於零,單獨測試NOX的話,也不超過2PPM(新車約20PPM),您內行的話,應該知道這是一個很大的突破,想聽聽您這方面的推測..
PS:沒有觸煤的測試也不超過5PPM
Update 4:
我的問題是需要打破傳統的常識來推論的,想必您應該知道.很抱歉,因我對理化一竅不通,但上述的結果可能另人驚訝,您可以拋開書本上的舊有窠臼來推論看看.
Update 5:
我是在三個地方改變溫度,第一是在冷卻水循環時以熱傳導的方式降低了進水溫度,結果是CO.HC.NOX都降低了.幾十部車都是相同的結果,我想這是引擎的廢熱沒有了,致使NOX減至最低的結果,但CO2是提升了.
第二個是在EGR二次進氣燃燒時在進氣的部份也是做了散熱的處理,結果和上述一樣.但這是在燃燒後的處理,和降低冷卻水不同.
第三是在進氣時的PCV閥做空氣冷卻及壓縮的處理,結果CO2產生了變化,降低了約10%到20%(惰轉測試).在這裡排氣的H2O含量是最大的.
是否您可否就我做的幾項測試過程給一些推論,謝謝.很感謝您的耐心回答.
Update 6:
實際實驗結果總是與理論有段距離,不斷的猜測與實驗必能找出原因
這句話說的真好
現在是結果出來了,只是想修正理論.畢竟理論只是一種過去的經驗及實驗的累積,但不代表不能被改變,不是嗎?
Update 7:
據最新的調查顯示,車廠推出具有環保節能特性的車款,檯面上看似符合綠色理念,但實際上的CO2廢氣排放量卻比車廠對外公佈的數據多出56%。
依我在實驗的過程中發現,散熱效率的提升才是減少廢氣排放的不二法門
Update 8:
可以分開做,也可以一個個連著做.
結果都和我上述
Update 9:
有分開做,也有一個個加上去做.
冷卻水溫的部份則是固定
進氣PCV閥和EGR部份是分開做
如PCV進氣閥和EGR一起的話,部份車種的怠速會讓車子電腦重新讀取及計算空燃比,引擎轉速就會有幾天忽高忽低,約三後才會正常,所謂的正常是比為實驗前的轉速再低20轉.
Update 10:
冷車發動的話,因為引擎未達最佳工作溫度,所以測量不準確,但很肯定的告訴你變化的內容,一般冷車發動的話,排氣管的油氣味都很重,但經過我那幾部份的實驗,味道變淡了許多,且引擎工作溫度到達後,排氣管根本沒有任何油氣味(蹲下趴到排氣管口聞),和油電混合車的排氣效果一樣環保,排氣管也會排出大量的水滴
這二天我已經慢慢對您的解說有了些許的概念了.
EGR二次進氣燃燒需再和空氣混合一次,主要是降低NOX及HC的產生.
在車測中心(ARTC)做過測試,CO,HC,NOX的反應都降的.且2003年的車也符合第四期的環保規範
Update 11:
EGR的部份是和NOX的產生一樣,需要轉速高些,EGR才會作動
我那水箱熱傳導是有一個溫度的界面,75度以下只會快速的聚熱,超過75度才會開始釋放熱.
您應該開始覺得很有趣吧?
進氣閥散熱的部份,因國內法規鬆散,沒有設備可測CO2,所以在這裡推論.
Update 12:
您所列的計算公式我目前是真的看不懂,呵呵
但我會慢慢的吸收及請教專家計算給我看,不過您的用心讓我感動,相信我的問題一定讓您費神了,真的過意不去,如在這幾日您還有什麼想法,請不吝賜教
我會整理後讓您知道日後實驗的一個成果
Update 13:
不過您說的HC不存在?但汽油燃燒雖因溫度改變了其排放的量,但還是存在的(在ARTC的測試),只是因溫度的改變,該升高的反而變低了.
那以我的實驗過程推論,以您的看法,汽柴油每公升的CO2的排放量的計算方是否被推翻了?
Update 14:
不是我誤會,我前面強調過,我對化學物理都不懂.所以你提到的我目前看不懂,需要點時間消化,但我會慢慢問,直到我搞懂為止.
其實機車在空氣進氣部份能夠在材料上能夠對空氣有冷卻的效果,相信對油耗及廢氣的改善定幫助很大.
我說真的,我佩服你能回答我的問題,連車測中心的專家也被我問倒了.更別談這裡的汽車專家,我這德性都能唬過車廠的技術主管.
可以的話到雅虎部落格找我,水鑽石三個字應該就能找的到,
Update 15:
交個朋友,我公司在散熱導熱的技術是很棒的,只是要我這外行的寫理論,所以我才會在這裡發問.
相信你對我的問題應該可以感覺到我公司在散熱的研發上不是吹牛皮,我說我居世界第二,應該沒有第一敢跳出來承認.
Update 16:
不能問專家,專家都是死腦筋,轉不過來的,什麼物質不滅定率等等的
像我提汽車水箱的熱傳導技術,被一群所謂半調子的汽車專家說水溫不能太低等等的外行話,他們跟本搞不清楚物理性的熱傳導是什麼?我只能自己嘲諷自己怎麼還沒到汽車界給他們上這門最新技術的課程
Update 17:
一直忘了告訴你一件事,不管多老車齡的車輛,在水箱熱傳導的技術下,行駛二千公里左右,你說的排氣管內黑黑的碳粉根本不會存在,面紙去擦排氣管內部,不誇張的說,一滴點的黑碳粉都不存在.因為我摸過幾百部這樣的車了.
Update 18:
其實我想的是0的變化,因為c已經在溫度介入後,燃燒後的變成最少,且NOX,CO及HC同時都降了,我不是學這個的,根本沒搞懂H2O變多後,還能有多少驚人的變化.
我如能搞懂的化,我肯定今年會拿諾貝爾獎的.因為這個改變是推翻課堂上的理論.
Update 19:
如你的推論能讓我找到我要的答案,拿到諾貝爾獎的話,獎金我分你一半,哈哈

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By John
at 2008-06-13T19:19
根據我手上資料
有以下 防治對策
( 1 ) CO ( 2 ) HC ( 3 ) NOX
1.調整化油器( 1 )( 2 )
2.空燃比稀薄化( 1 )( 2 )
3.調整閥門重疊角度( 1 )( 2 )( 3 )
4.小型燃燒室( 1 )( 2 )
5.延遲點火提前( 1 )( 2 )( 3 )
6.雙火星塞( 1 )( 2 )
7.改善壓縮比( 1 )( 2 )
8.驅,排氣正時改善( 1 )( 2 )( 3 )
9.使用噴油系統( 1 )( 2 )( 3 )
10.使用蒸氣回收裝置( 2 )
11.使用曲軸箱吹漏裝置( 2 )
12.改善火星塞間隙( 2 )
13.使用觸媒轉化器( 1 )( 2 )( 3 )
後面數字即能改善之廢氣種類
一般實驗混和氣濃稀和壓縮比高低來看廢氣量
溫度高NOX就多 溫度低HC就多
混合比濃度越稀CO越少
CO2不能算是廢氣 CO2與NOX變化相似
同時降低是不可能 除非有純氧取代空氣
除了讓NOX零排放 馬力也會增強不少
HC 和 CO也能受到控制
2008-06-13 11:27:56 補充:
抱歉 NOX和CO2變化相似指的是混合比濃度當自變數時
因為CO2越多 代表燃燒效率越好 溫度縱然也高 產生NOX也多
不知您知不知道 NOX和HC在一定比例時,HC在達到一定的量時
會發生化學反應 產生煙霧
您是從溫度的改變著手
散熱效率引響也是有差的
2008-06-13 11:28:14 補充:
在理論混合比附近 NOX和CO2都達高峰 但HC和CO能然少量存在
或許你可以求求看 NOX CO2 HC CO 在反應前後有沒有多或少
但是我沒有H2O的變化 無從計算
但是可以假定反應前後平衡 用H2O補足
最佳的燃燒狀態是 混和氣完全燃燒 產生 CO2和H2O N2沒被反應排出
現在對污染防治都把化油器換成電腦控制供油
排氣裝置裝有觸媒轉化器
2008-06-14 09:45:54 補充:
我的想法是以下兩點
1. 燃燒溫度
2. 燃燒效率
燃燒溫度控制的好 可以減少NOX
燃燒效率好 可以降低CO HC
但這些影響程面甚多
像是有燃燒室形狀 火星塞冷熱 活塞頭形狀
我當初研究爆震時
讀到說 燃燒室形狀 會影響
1. 擾動 Turbulence 2. 擠壓 Squish 3.驟冷 Quench
這三種會影響爆震
這些是我提到的燃燒效率
而爆震起因也是我提到的燃燒溫度之一
混合氣進入汽缸因汽缸壁過熱而自行點火
在與火星塞之正常點火撞擊產生異常壓力波
證明汽缸壁能在短短時間將熱傳到進入的混合氣中
即使沒發生爆震 高溫卻能再點火後使 氮氣N2 摻與化學反應
2008-06-14 09:46:34 補充:
氮氣N2 在化學上來說 他有三個化學鍵相連固"鍵能"較大
但在溫度高的情況下還是能打斷化學鍵發生化學反應
水H2O 比熱稍大 能吸收較多熱能才上升溫度
不知您是不是都是同一部車在測試呢?
一般汽油的主要成分為C8H18 稱 辛烷
而空氣N2跟O2比例大約為 4 : 1
2C8H18 + 25O2 + 100N2 >>>>>>> 18H2O + 16CO2 + 100N2
所以越完全的燃燒H2O跟CO2比例越接近 9 : 8 ( 18 : 16 )
而燃燒越完全N2約接近總排氣中的 74% ( 100 / (100+18+16) )
這些都是計算出來的 不知這算不算舊有觀念
2008-06-14 09:46:51 補充:
以上是我的想法
而 燃燒溫度 和 燃燒效率 是我的看法
而你提到除了H2O增加 排氣溫度也降低了
我的猜測是 H2O多 排氣溫度不會高到哪去
因為比熱的關西 比CO CO2 NOX都高
沸點也比它們高
這只是猜測 畢竟 實際實驗結果總是與理論有段距離
不段的猜測與實驗必能找出原因
2008-06-14 22:54:48 補充:
冒昧問一下 這三種實驗都是分開做還是一個個加上去
我目前推測的是溫差的高低 擾動強弱也會變化 燃燒效率也因擾動變化
還有 低溫和高溫時混合氣的反應變化
還有 熱對流和熱傳導
但不知你是分開實驗還是?
2008-06-17 00:23:25 補充:
恩 後來發現一件事
我不懂你的第二個實驗
不知道你提到的EGR二次進氣的機構
我對機車較了解 對汽車只是略懂
以機車的引擎機構 相較之下 汽車複雜許多
我可能要花時間了解一下...
你認為增加散熱效率才是降低排氣污染
那我想叫你實驗(或者你已經實驗過的)冷車發動後的排氣
發動後持續散熱(冷車狀態下發動)
這是我想知道的實驗結果
各個部位都冷的 只是都未達工作最佳效率
然後繼續測量
我曾未做過排氣測量的工作
所以不太懂是如何測量....
不知我提的是否能實驗 ?
2008-06-18 00:43:51 補充:
75度....聚熱和散熱 恩..
如果排氣中H2O能維持在最大值
也就是我先前算過的
C8H18 + 12.5O2 + 50N2 >>>>>>> 9H2O + 8CO2 + 50N2
一莫耳辛烷能燒出9莫耳的水(最大值)
那麼HC就不存在了 自然剩下的廢氣就是CO CO2 NOX
氮氧化物種類繁多 一般廢氣中屬NO最多 在來是NO2
照上式計算 9莫耳H2O完全燃燒相對於的CO2就有8莫耳
設定H2O產量維持最大值 那麼剩下的O只有16個( 8*2 )
如果想讓CO2降低 勢必CO NO NO2也就會產生
2008-06-18 00:44:16 補充:
75度....聚熱和散熱 恩..
平衡式是這樣的
a*CO2 + b*CO + c*NO + d*NO2
(中文 : a莫耳二氧化碳 b莫耳一氧化碳 c莫耳一氧化氮 d莫耳二氧化氮)
那麼有 16 = 2a + b + c +2d 的平衡式 ( O要等於16 )
另外所剩N2為50-(c+d)莫耳 ( 原本的N2為50莫耳 部分N被氧化了 )
所以水為最大值的理想排氣公式為 :
C8H18 + 12.5O2 + 50N2 >>>>>>> 9H2O + a*CO2 + b*CO + c*NO + d*NO2 + 50-(c+d)N2
其中 16 = 2a + b + c +2d
2008-06-18 00:44:28 補充:
所以9莫耳的水 廢氣含量有 a莫耳CO2 b莫耳CO (c+d)莫耳NOX
剩下則為無汙染的N2 有 50 - ( c + d ) 莫耳
就我先前提到的看法
熱傳導將進水溫度穩定 汽缸壁溫度也能獲得穩定
以燃燒溫度來說 已幾乎受到控制
混和氣也能獲得散熱
以燃燒效率來說 已能穩定燃燒
發生爆震的機率越小 燃燒越穩定 效率越高
N2和O2發生的反應其實是一種吸熱反應
代表NOX產量越多 吸熱越多
所以歸屬不正常燃燒 穩定燃燒即代表有效率完全的燃燒
2008-06-18 23:06:10 補充:
啊...
可能我表達不夠完善吧
如果H2O全部都燒出來了
H都氧化摟..
所以HC就不存在
因為水是唯一真正稱得上 不算廢氣 的
CO2會造成溫室效應 所以過量還是有害的
這只是一個假設(我只是一個假設ˊˋ)
想告訴你說...算出來的結果就是排氣最乾淨的狀態
CO2若要減少 CO和C就會增加摟
(當初沒想到碳...開久的車排氣管好想都有碳粉 就是 C )
在來因為O不能單一存在就一定要跟N2反應取得平衡
除非排氣中還有O2存在 氧氣沒用光..
2008-06-18 23:06:30 補充:
啊...
可能我表達不夠完善吧
如果H2O全部都燒出來了
H都氧化摟..
所以HC就不存在
當然啦 請教專家當然是最好的
因為在不同的節流閥開度 急加速 減速 混合氣的混合比就不一樣摟
我只算出最佳混合比的各個排氣莫耳數
而且...怠速沒記錯的話 好像是用濃的混合氣 還是發動...忘了
所以我算的僅供參考..
造成您的誤會真的很抱歉
當然HC一定會存在 只是多少的問題
2008-06-18 23:06:41 補充:
而且..化學和數學很久沒用了
之前都在研究機車 化學數學就用不太到 偏偏我物理能力不是很強
你提的問題剛好能對我研究機車有莫大的幫助
如日後有新的想法我會用意見提出來( 只是法表意見的 數量/日 有限... )
請教專家可能比在這發問來的要好
懂車懂化學甚至是數學物理的人 在 這 可能 很少
2008-06-19 15:21:52 補充:
阿 原來是這樣..
部落格我沒用過...不過我會去找的
不過說到死腦筋 我有時候也蠻死腦筋的
至於他跟你提說物質不滅定律...
是不是說 那些廢氣都降低了 那反應前後質量要相等.... 說不可能之類的話?
那 核反應 不符合物質不滅定律 所以扯一個 質能守恆定律 出來
可是至今都能說服人 不過讀核反應真的要花點時間理解..
回歸正題
水溫不能太低...我想問他 為什麼?
2008-06-19 15:22:15 補充:
挖 碳不存在 那肯定只有三種氣體含碳了 HC CO2 CO
不過很佩服 這樣燃燒算完全了
H2O方面 我只能說 H2O排氣含量達到最大值HC就不可能存在了
但反方面說 HC越多H2O越少 HC越少H2O越多
這不一定百分之百準確 但至少百分之九十九我敢說 ( 有誤差 )
O的變化方面 那只能作猜測了
但是我可以說..H2O越多 HC越少 所以CO和CO2越多 至於NOX要看溫度
HC要燃燒較容易 燒不起來是O太多或太少
CO 要減少只要O足夠就行 但也受HC引響
CO2 要減少只要O不足就行 但是O不足又變成CO 另外也是受HC引響
NOX完全是溫度和燃燒狀態在控制
2008-06-19 15:23:08 補充:
燃燒狀態可能有人認為沒差 不是都只是燃燒嗎?
我之前做過一個實驗
過程太多...不提了 反正是將瓦斯(丁烷)放入半開放空間
從外清楚看到燃燒火焰的不同 焰色 燃燒速度不同
這項實驗只有控制兩種因素 半開放空間的溫度 和 瓦斯的濃度
2008-06-19 15:23:31 補充:
我相信這對燃燒後的產物絕對是有引響的
我覺得如果你有設備能讓你檢驗排氣中 有甚麼成分? 這些成分各占了多少?
一切的迷都能解開
我覺得不管多少甚至幾乎沒有
可能排氣中的成分有 H2 O2 N2 HC H2O C CO CO2 NOX 這九種
當然要再細分可能會更多 HC碳氫化合物就有很多種
NOX可能有2~5種
可能你也明白 H2 和 C 是幾乎就沒有 氫氣和碳
這是將汽油分解出來的成分 在燃燒幾乎都被氧化
所以可以說含量是低到可以忽略的程度
燃燒正確來說是先分解在氧化
不是汽油在燒 是氫氣和碳在燒
2008-06-19 15:24:14 補充:
竹筷子也是 使竹筷熱分解會產生 碳 醋酸 氫氣 一氧化碳 二氧化碳 等主要成分
現在國中有的會做這實驗
證明燃燒是先分解在氧化
所以不是竹筷在燒 是 碳 氫氣 一氧化碳 醋酸等這些易燃物在燒
還有一個強而有力的說法 竹筷在燒時火燄都是氫氣和一氧化碳先被燒
因為這兩種較易燃 碳比較難燒 所以你可以看到黑黑的碳漸漸出來了
當然 分解再氧化是針對複雜的化合物來說
以氫氣來說 氫氣在燒也不是那麼簡單
如果你知道燃燒機構 氫氣和氧都會逐漸變成游離態(帶正負電)
正負彼此化合漸漸成為水H2O
2008-06-19 15:24:30 補充:
如果您在化學上有充分的知識 對你的實驗結果是有幫助的
只是小弟不才 化學也不能算是我的最強項
化學在高中程度都算簡單了 希望您能抽空去讀
2008-06-21 03:26:27 補充:
恩 所以溫度都能控制在最佳的狀況
油耗就能降低摟
我表達能力可能有待加強
之前指導同學數學方面的問題..
我怎麼說就是沒人聽的懂 可是會的人怎麼廳都懂...
SO..
設備方面的確是個問題
其實我是蠻想知道燃燒後O2會不會完全用光..
我想這跟溫度很像
用太多不好 用的少也不好
是麻?
2008-06-21 18:07:47 補充:
我的解答可能沒什麼幫助
最後 我認為有關汽車的書籍
對這類的知識或許太少了
我翻閱 燃燒學 防爆學 汽車學 等等類的書
( 主要針對汽缸內的燃燒 ( 密閉空間燃燒 ) )
真的 需要補充的太多了
知識有限 能幫的也很少
因為目前 這都是迷
影響燃燒的變數太多了
希望我的解答能供你參考
不敢期望我的解答對你能有幫助
2008-06-28 01:29:00 補充:
恩 最近比較忙
這我最近在化學辭典看到的一句話
當燃料於高溫燃燒時 空氣或燃料中所含之氮會被氧化
起先生成NO 繼續與氧化反應而得NO2
可見上述這段可表示NOX成分與變化 也表示高溫會生成NOX
Lydia avatar
By Lydia
at 2008-06-15T18:47
好長喔!
我看到眼花了!
Margaret avatar
By Margaret
at 2008-06-16T17:48
因為不能再補充了,版大您的答案是我所需要的及慢慢吸收的,等投票時間到您當然會是我的最佳解答,現在好像不能選擇最佳解答?奇怪

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By Edith
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要怎麼去除那味道阿

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By Ophelia
at 2008-06-12T00:00
有關生殖能源(農作物的)
其實我也不太會說明
這是人家丟給我的問題
很重要
希望大家好好回答
我會很感激你們的^ˇ^
Update:
sssss謝謝你 ...

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