酒精汽油對汽車引擎的影響

2008-11-05

一、 汽車使用酒精的歷史與現況 酒精用於汽車的歷史始於料想不到的早。由於當時的政治、經濟的情勢，使酒精風光一時。最早把酒精（純乙醇）用於汽車的是美國的汽車產業之創始者亨利福特（Henry Ford）。據傳說，農家出身的他把自家製的酒精用於汽車，使得酒精燃料暫時在美國各地普遍使用。此後，於第二次世界大戰中，也有過為增加飛機的動力而把純甲醇（methanol）加水的燃料用於飛機的輪機引擎（Turbo Engine）。戰後，酒精燃料主要是以提高汽車性能而受注目。例如自1950年代至60年代的一段時期，純甲醇也有過用於公式的賽車之燃料。如上述，在美國有主要以純乙醇與純甲醇用為汽車燃料的歷史。在日本，於1937年因當時的政治、經濟情勢，成立了「酒精混入汽車法」，生產了最高含酒精20％的酒精汽油。結果於1944年共生產了23億公升的乙醇。雖然酒精燃料在美國和日本曾經多次廣受注目，後來，由於石油價格更為便宜且可大量買得到的石油全盛時代的來臨，迫使酒精燃料的使用逐漸減少。 1973年突然發生的石油危機，迫使自由諸國重新評估石油資源的經濟效應。從此以後，石油價格是基於OPEC（石油輸出國組織）與先進自由諸國的政治、經濟的均衡關係而定是眾所週知的事實。在此種狀況下，酒精燃料再度受重視的遠因是1980年12月蘇俄軍隊入侵阿富汗。當時的美國卡特總統對為農作物的歉收而煩惱的蘇俄停止糧食的輸出作為侵攻阿富汗的報復措施，其結果造成美國國內的玉米等穀物的剩餘量達數千萬公噸。當時美國的能源政策是將剩餘穀物轉換成汽車燃料為其一環，卡特總統以執行此政策來解決此困境。在此前，於1975年在內布拉斯加（Nebraska）州設立了農作物工業化利用委員會，並以90vol％無鉛汽油與10vol％無水乙醇的混合燃料稱為Gasohol，並以此登記為商標。雖然在美國和巴西已多年用於汽車，但甲醇的利用尚在開發中。由於甲醇比乙醇更具毒性與收濕性（Hygroscopicity），由於這些特性使甲醇在使用於汽車方面的開發較為緩慢，尤其酒精特有的收濕性是吸收大氣中的水分（moisture），使酒精汽油混合燃料容易分離為酒精與汽油的兩個液相，而有造成汽車引擎不順的疑慮。因此，在酒精汽油混合燃料之專利方面，有關防止「相分離」的方法佔大部分。 酒精汽油混合燃料用於汽車時，在技術上有許多問題尚待解決。尤其在Tribology方面的研究更少。以下就汽車使用酒精汽油時引擎的活動部分（Moving Parts）之磨損研究情形加以介紹。 二、 酒精汽車燃料的物性 茲將酒精、無鉛汽油、酒精汽油的主要物性示於表1。 表1 汽車、酒精、酒精汽油的物性