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再談92混柴油

真相追追追

一位朋友看了先前這篇《92混柴油》之後,問了我下列幾個問題:
1. 柴油不是含硫量很高嗎?這樣難道不會傷到汽門等零件?
2. 柴油的辛烷值很低,汽油混柴油後辛烷值不會更低嗎?這樣爆震不就是更明顯了?
3. 需要再添加去漬油嗎?
4. 少量的柴油為什麼會省油省這麼多?
5. 92混柴油是只有吃92汽油的車可以混柴油?還是吃95汽油的車也可以95混柴油?亦或是吃92或是吃95汽油的汽車都可以改吃92來混柴油?
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. 會不會傷車?

混油有興趣的朋友,以上這些問題或許也是您心中的疑惑,我的看法如下:

一﹑ 根據環保局抽測數據,顯示高級柴油的含硫量低於10ppm;根據中油所提供的資料,車用汽油的含硫量也是低於10ppm;而台塑所提供的數據,超級柴油含硫量也是低於10ppm。因此高級柴油或超級柴油的含硫量目前幾乎已經跟汽油一樣都是接近於無硫狀態了。

二﹑ 談這個問題之前,先來看2則有關絕熱壓縮的實驗

絕熱壓縮是系統與外界沒有熱量交換的壓縮過程,由於外界對氣體做正功,依據功能原理,氣體的內動能就會增加,表現出來的宏觀現象就是氣體溫度的上升。例如對自行車打氣時,可以感覺到打氣筒溫度上升,這是因為打氣的動作夠快時可視為絕熱過程,由於熱量還來不及散逸,因而溫度就會上升。柴油機在壓縮衝程時就是依靠絕熱壓縮原理讓燃燒室內的混合氣體溫度上升到自燃溫度以上來自動點火。根據維基資料,柴油的辛烷值是15~25,看起來似乎是會讓混柴油後的汽油之辛烷值下降。但是請不要忘了,辛烷值的定義是將較容易引發自燃而造成爆震現象的正庚烷定為0,而異辛烷其震爆現象很小其辛烷值定為100。既然如此,若將純柴油注入汽油引擎中,由於汽油引擎的低壓縮比(約8~12)並無法讓柴油自動引發自燃而提前產生造成爆震,那麼柴油的辛烷值在汽油引擎中或許就沒有意義了。也就是說,柴油這麼低的辛烷值是要藉由它在高壓縮比(約16~24)之下的自燃來推動柴油引擎,讓它不需要火星塞即可自燃。由於在汽油引擎中的柴油無法在火星塞點火之前就引發自燃,因此應該就不會增加爆震的機率,亦即加入少量柴油應不至於提高「點火時間太早、火焰傳播速度度太慢、燃燒火焰烽尚未波及而油氣卻自行著火燃燒」的爆震機率。

三﹑ 添加的去漬油其實就是扮演著《3M引擎室除碳劑》中的石油腦溶劑的角色,去漬油顧名思義就是以去漬功能強(溶解頑強污垢)而命名,其主成份是碳數 5、6、7的戊烷、己烷與庚烷之混合物;而石油腦的主要成分是含5到11個碳原子的直鏈烷、環烷或芳香烴。因此《用對油,愛地球》這個社團建議再混入0.1%的去漬油的目的,或許就是讓添加的混合物更接近於引擎室除碳劑的組成成分,特別是還建議加入一點煤油。由於煤油的成分是含9到16個碳原子的烷烴混合物,加煤油不就可以補上 9、10、11個碳原子的烷烴嗎?那麼這個「柴油+去漬油+煤油」的三合一組合很難不讓人聯想到它就是廉價版的《3M引擎室除碳劑》?嗯…發明這個混油公式的人可能擁有除碳劑配方的商業機密^^(屬於個人臆測,若有雷同純屬巧合)

四﹑ 由於汽油在燃燒室的正常燃燒過程可分為3個時期
1. 焰核時期(nucleus of flame):
(1)是火星塞點火初期,火燄剛開始向外傳播的時期。從火星塞點火的0%之火焰行距到10%之火焰行距稱焰核時期。
(2)此時在火星塞電極周圍形成一個火焰核,然後才逐漸擴大,傳播速度是一個較慢的時期。
(3)此時產生的壓力微弱,油氣的燃燒量微不足道。

2. 孵化時期(hatching-out):
(1)是大部份燃料燃燒的時期,從10%火焰行距到95%火焰行距,為火焰傳播最快速的時期。
(2)火焰核逐漸擴大時,火焰烽面向四周的油氣推進,使壓力與溫度升高, 但壓力尚未能有效傳遞到全部的活塞頂部。
(3)此時期燃燒油氣約60%左右。

3. 繁殖時期(propagation):
(1)是燃燒最末段的時期,從95%火焰行距到100%火焰行距。
(2)剩下的40%左右之油氣在繁殖期內迅速燃燒,產生極高的壓力與溫度而將活塞推下,這個時期為有效燃燒,火焰推力最強。

汽油混少許柴油時,由於柴油不易點燃(因為不易揮發,油氣濃度太低),因此火星塞點火初期的火燄仍是汽油所造成,燄核期不會有什麼改變。當火燄開始推進時,燄核邊緣溫度達到汽油的燃點, 就會使外圍汽油開始燃燒而進入燃燒孵化期。由於柴油的燃點低於汽油,以致於燄核期在溫度到達柴油燃點時即可先點燃柴油, 提早進入孵化期。並且使燄核快速增溫,同時加速孵化期的反應速度(因為溫度越高反應速率越大),加上柴油的熱值較高,釋熱更多也能使燃燒反應加速。 在燃燒衝程的有限時間內,燃燒反應加速意味著燃燒可以更完全,更有效率的推動活塞下行,並且未完全燃燒產物的排放量也因此減少。若以我的學生於6/28的實測數據為例,從台北到西螺去程未加柴油,平均油耗10.5 km/L;回程+1% 柴油後,油耗變成 12.5 km/L。眼尖的朋友應該能看出一個有趣的現象,(12.5-10.5)÷10.5=19%, 19%這麼高的比例怎麼可能由僅僅 1% 的柴油熱值差異來產生呢?一個合理的解釋就是 →「少量混柴油確實可以讓汽油燃燒的更完全」

五﹑ 其實這個問題應該是到該社團貼文發問才對^^,根據該社團版主的說法「汽油引擎壓縮比對照使用的辛烷值建議規則是失效的」,也就是實驗室做出來的建議值與他們社團三年來的實車驗證的數據不符。我的觀點則是:「如果把低壓縮比的車種改採比建議的辛烷值更高之汽油,燃燒就會不完全而造成耗油量增加,排氣污染也會比較大」這個大家都已經認同的結論做個延伸解讀的話,那麼「目前已產生燃燒不完全而造成耗油量增加的汽車,若降級改回低辛烷值的汽油,並且混入柴油來協助清除積碳與提高完全燃燒比例」的前提下,是否降級所增加的爆震風險就不存在了?(OS:不過,若是原本建議的辛烷值不降級,而僅混1%柴油,這樣應該會有比較多人敢踏出第一步,至少我的親友們是如此認為)

六﹑ 相信這是大家最關心的話題。根據Mazda車廠的說法,汽油引擎在運轉時只發揮三成功力,亦即70%燃油的能量以廢熱和未完全燃燒的污染物之化學能形式排放。既然汽油混少量柴油可以增加完全燃燒的比例,那麼這多出來的能量除了表現在行駛動能之外,或許廢氣的溫度與引擎的溫度也可能會跟著提高。因此您若考慮也來玩混油但卻擔心傷車,那麼或許可以考慮增加一些保險措施:
1. 加水箱精,藉由防繡與抗沸的功能以提供更高的散熱效率。
2. 加機油精,由於高溫下的機油粘稠度會變稀從而降低對活塞環的潤滑,則添加機油精有利於提高活塞環與汽缸壁的潤滑程度來抗磨損。
(註:這只是保險措施,根據該社團成員所提供的心得,混油後的水箱溫度並未升高)