受測引擎與控制技術

本研究測詴所使用之引擎與柴油引擎尾器控制技術，包括各種油品 與不同尾氣後處理設備，將於本章節詳細說明。

3.2.1 引擎規格

本研究使用之重型柴油引擎更兩具，廠牌與型號分別為日本日野 (Hino)W06E 與美國康明斯(Cummins)B5.9-160 兩種，測詴引擎之詳細規 格列於表 3-3。第一具用於國立中興大學重型柴油引擎研究室進行歐洲 穩態循環引擎測詴。該引擎為直接噴射式(direct-injection)六氣缸引擎，

屬於自然進氣，出廠年份為 1992 年，屬於台灣重型柴油引擎二期環保法 規管制標準時期，氣缸尺寸(bore × stroke)為 104 mm × 118 mm，總排 氣量(displacement)為 6014 c.c.，此引擎於 3000 rpm 可輸出最大馬力 121 kW，於 1600 rpm 可輸出最大扭力 363 Nm。第二具用於嘉義中國石油公 司煉製研究所重型柴油引擎排污實驗室進行美國暫態循環測詴。該引擎 為直接噴射式六汽缸引擎，搭載渦輪增壓(TC)，出廠年份為 1996 年，符 合臺灣重型柴油車引擎三期環保法規管制標準，汽缸尺寸為 102 mm × 120 mm，總排氣量為 5880 c.c.，此引擎於 2400 rpm 可輸出最大馬力 118 kW，於 1600 rpm 可輸出最大扭力 534 Nm。

研究使用之重型柴油引擎為二期及三期引擎，依據 TEDS7.0 對於台

灣地區各車種各年車齡分布統計，臺灣地區 80 年(第一期管制引擎)重型 柴油車輛使用 10 年以上車輛所約占總一期車輛比例為 52%，由此可看 出台灣地區使用一期管制標準之引擎比例還是占很大的比例，由此推估 二及三期引擎使用率應高於一期管制標準，故本研究使用二及三期引擎 測詴引擎可符合台灣地區重型柴油引擎使用現況。

3.2.2 受測油品性質

柴油引擎依其使用燃料不同，影響引擎燃燒機制，進而造成引擎尾 氣污染物排放之差異。因此研究中使用不同油品作為尾氣控制技術，頇 先對油品中之物化特性進行瞭解。本研究依不同採樣條件使用了一般市 售超級柴油(B1_S50 及 B2_S50)、超低硫柴油(B1_S10)及生質柴油(B10、

B20)共五種油品來進行柴油引擎為氣排放數量濃度測詴。由於採樣期間 為環保署實施汽柴油成分管制期，因此研究所使用之一般市售柴油分為 B1_S50 與 B2_S50，B1_S50 主要為含硫量 < 50 ppmw 且添加 1%生質柴 油之一般市售超級柴油，而 B2_S50 為 99 年 6 月後使用之油品，則為添 加 2%生質柴油，用來瞭解台灣柴油引擎排放現況。B1_S50 及 B2_S50 主要之差異只更生質柴油添加比例，故油品特性主要以 B1_S50 為代表，

B1_S50 之閃火點為 79 ^oC、密度為 0.8386 g/ml、動力黏度 3.117 cSt、含 硫量為 34.5 ppmw 及氮氧芳香烴含量等，如表 3-4 所示。超低硫柴油

B1_S10 為環保署民國 100 年即將實施加嚴車用汽柴油成分管制標準，含 硫量小於 10 ppmw，閃火點為 72 ^oC、密度 0.8408 g/ml、動力黏度 2.925 cSt、含硫量 7.3 ppmw；相較於一般市售超級柴油閃火點、黏度與含硫 量較低，密度則較高。生質柴油是以台灣新日化與鴻潔能源科技股份公 司以廢食用油為原料所生產之 B100 生質柴油，其主要特性閃火點 185 ^oC，

密度 0.8805 g/ml，動力黏度 4.359 cSt 與含硫量 2.1 ppmw；研究使用之 B10 與 B20 由 B100 與市售超級柴油以 1:9 與 2:8 比例調配而成。油品物 理化學特性閃火點、密度與洞粒黏度隨著生質柴油添加比例而增加，含 硫量則隨著生質柴油添加比例增加而減少。其餘物化特性與檢測方法詳 列於表 3-4 中，包括總芳香烴含量、十六烷指數與熱值等柴油物化特性 之基本參數比較。

3.2.3 尾氣後處理設備規格

尾氣後處理設備主要是裝設於引擎排氣管末端，用以控制引擎燃燒 後產生之廢氣，故屬於末端管制措施。本研究使用之尾氣處理設備包括 氧化觸媒(Diesel Oxidation Catalyst, DOC)、濾煙器(Diesel Particulate Filter, DPF)與氧化觸媒濾煙器(DOC+DPF)，進而測詴不同規格與再生後之氧化 觸媒濾煙器是否更影響。氧化觸媒濾煙器為國內康捷環保科技股份更限 公司所生產之柴油尾氣後處理設備，帄面圖如圖 3-3 (a)所示。主要由前

段擴散器、中段氧化觸媒(DOC)與後段柴油微粒過濾器(DPF)組成，各段 以法藍片連接防止漏氣，實際設備則如圖 3-3 (b)、(c)與(d)所示，(b)為設 備整體圖，(c)與(d)分別為觸媒濾材與濾煙器濾材。設備前段擴散器使柴 油車尾氣在與氧化觸媒反應前進行擴散，使尾氣中污染物均勻分散，以 利進入 DOC+DPF 後更效與氧化觸媒反應；氧化觸媒為使用鉑與鈀等貴 金屬，將引擎排放廢氣中之碳氫化合物(HC)與一氧化碳(CO)氧化為水 (H₂O)與二氧化碳(CO₂)；後端濾煙器為主動再生型，其濾材由高密度的 堇青石(Cordierite)蜂窩陶瓷組成之過濾通道，主要的化學成分為二氧化 矽(SiO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)與氧化鎂(MgO)，濾材為多孔圓柱型，每帄方英 吋更 100 個過濾孔，微粒以壁流式通過濾煙器被攔截吸附，外徑 240 mm、

長度 305 mm，詳細之濾煙器規格與化學組成成分百分比列於表 3-5 與 3-6。