酒精汽油對汽車引擎的影響(二)

2009-03-05

黃立燈 (續上期) 三、酒精汽油與引擎的磨損 1.行駛性能 車輛使用酒精汽油燃料時，引擎的省燃油費率，即為每一公升燃油的行駛公里數。如圖1所示，在高速行駛時比使用汽油時低。但是如表1所示，酒精的辛烷值比汽油高，基本上使用酒精的引擎之輸出功率比碳氫化合物燃料—汽油—高。如上述，酒精汽油燃料與汽油比較，對引擎性能各有其優劣點。 2.各種酒精燃料對磨損的影響 美國陸軍燃料‧潤滑油研究所曾經用甲醇與乙醇以及其與汽油混合的酒精汽油以2300CC HOC（Over Head Cam Shaft）引擎做試驗，調查使用燃料對引擎各活動部分的磨損情形。其試驗結果如表2所示。使用酒精為燃料時，引擎活動部分的磨損，整體來說，比使用汽油為燃料時多。尤其使用純甲醇為燃料時，其汽缸頂內徑（Top Bore）與活塞頂環（Top Ring）有顯著的磨損。還有，試驗後的引擎潤滑油（SAE 10W/30）除了水分及摩耗粉等的增加以外，沒有顯明的變化。 表2? 使用燃料與引擎活動部分的磨損

活動部分的磨損 乙醇 10vol％乙醇+ 無鉛汽油 甲醇 10vol％甲醇+ 無鉛汽油 無鉛汽油
汽缸頂內徑, mm 0.0000 0.0051 0.0660 0.0051 0.0051
汽缸中位內徑, mm 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025
活塞頂環, mm 0.0254 0.0254 0.1778 0.0254 0.0254
第二活塞環, mm 0.0762 0.1016 0.1016 0.0508 0.0762
連桿軸承, g 0.0078 0.0595 0.0341 0.0192 0.0327
凸輪隨動部, g 0.0038 0.0029 0.0559 0.0020 0.0005
凸輪鼻, mm 0.0102 0.0178 0.0635 0.0106 0.0106
排氣閥導, mm 0.0432 0.00670 0.1041 0.0076 0.0356
進氣閥導, mm 0.0051 0.0102 0.0152 0.0000 0.0127
同研究所著眼於使用純甲醇時的異常磨損，進一步做了更詳細的檢討。以2300CC4缸引擎（使用加以鍍鉻的鑄鐵製活塞環和鑄鐵製汽缸）以回轉數2500rpm做試驗。試驗後的引擎潤滑油以化學定量分析測定潤滑油中的金屬磨損粉含量，其結果如圖3所示。從圖3可知使用純甲醇為燃料時的磨損量在低溫的一方顯明的大，並且以紅外分光分析法分析油中的沉澱物，檢出相當於甲酸鐵的高濃度點。對此，雖然沒有進一步的考察，但如圖4所示，油中的水分隨著引擎的運轉時間大略增加，與甲酸鐵之產生一併思考時，磨損的成因可推究為：因不完全燃燒而殘餘的甲醇氣體的一部分，溫度越低越凝結於汽缸內徑上端部表面，這些凝結物與因收溼產生的水分造成劣化生成物甲酸鐵的產生。甲酸鐵與活動部分的金屬表面反應，使得腐蝕性磨損增加。 (下期續)

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