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研究生: 洪誠漢
Hung, Cheng-Han
論文名稱: 具廢氣再循環之液化石油氣/生質柴油雙燃料引擎燃燒特性研究
Study on combustion characteristic of liquefied petroleum gas / biodiesel dual fuel engine with exhaust gas recirculation
指導教授: 吳鴻文
Wu, Horng-Wen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 系統及船舶機電工程學系
Department of Systems and Naval Mechatronic Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 120
中文關鍵詞: 生質柴油液化石油氣輔助燃料廢氣再循環田口實驗方法
外文關鍵詞: biodiesel, Liquefied petroleum gas (LPG) auxiliary fuel, Exhaust gas recirculation, Taguchi method
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  • 本文以單缸直噴式柴油引擎搭配田口實驗方法找出生質柴油、液化石油氣與廢氣再循環的最佳化濃度搭配。文中三種不同的操作因子將各取三種不同濃度,生質柴油將使用B10、B20、B30三種比例,液化石油氣使用20%、30%、40%三種能量分配比,廢氣再循環使用進氣量的20%、30%、40%三種濃度,在引擎不同運轉負荷情況下,以田口直交表及因子組合進行實驗,量測引擎運轉時產生的廢氣排放濃度及性能表現,並分析各因子的影響程度,找出最佳化的因子操作組合,再與原始柴油機進行比較,探討其排氣汙染、制動耗油率、缸內壓力上升率以及著火延遲等效應。
    使用田口實驗方法可大幅減少實驗次數,並藉由ANOVA分析了解各因子對排氣汙染濃度以及耗油率的影響程度。結果顯示各因子對於品質目標的影響程度會隨著運轉負荷的改變而變化,運轉負荷越高,生質柴油的濃度對於NOX的排放影響越顯著;使缸內溫度的上升而有助於LPG的燃燒,因此LPG燃燒越好則有越高的熱釋放率。EGR濃度越高,進入缸內的新鮮空氣量就越少,對於缸內燃料燃燒情況越差,使峰值壓力下降,且延長著火遲延角,熱釋放率趨勢也延後。

    This study uses the Taguchi method to find out the best concentrations for biodiesel, LPG, and EGR in a single DI diesel engine. Biodiesels of B10, B20, and B30, LPG energy distribution ratios of 20%, 30%, and 40%, and EGR concentrations of 20%, 30%, and 40% are chosen as three control factors. For various engine loads using orgonal array and factor group in the Taguchi conducts the experiment and measures the exhaust emissions and operating performance. Determining the optimal operating factors and comparing this with original diesel engine investigates the effects of exhaust emissions, BSFC, cylinder pressure derivative, and ignition delay, and so on.
    Experimental results show that the impact level of each factor for quality goals changes with varying the engine load. With increasing engine load, the impact of biodiesel concentration on NOX emissions becomes more significant. The cylinder temperature increase would help the LPG burn stably and more completely to have higher rates of heat release. When EGR concentration increases, the amount of fresh air into cylinder would decrease to obtain worse combustion, decrease the peak cylinder pressure, extend ignition delay, and delay heat release.

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 表目錄 VI 圖目錄 VIII 符號說明 XI 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 文獻回顧 4 1-3 研究方向 11 第二章 理論基礎 14 2-1 柴油引擎之燃燒過程 14 2-2 污染排放 15 2-3 生質柴油特性分析 19 2-3-1 生質柴油與石化柴油的特性比較 19 2-3-2 生質柴油引擎污染物之排放特徵 22 2-4 液化石油氣特性分析 23 2-5 混合燃氣之當量比計算 27 2-6 燃燒循環變異係數 28 2-7 著火遲延對燃燒的影響 29 2-8 壓燃式引擎的淨熱釋放率計算模式 30 第三章 田口品質工程【4】 36 3-1 田口方法簡介 36 3-2 參數設計的程序 37 3-2-1 品質特性 38 3-2-2 田口直交表 40 3-3 資料分析 41 3-3-1 變異數分析(ANOVA) 42 3-4 確認實驗 44 第四章 實驗設備和方法 47 4-1 實驗簡述 47 4-2 實驗設備 48 4-3 實驗數值之量測 52 4-4 實驗量測步驟及方法 54 第五章 結果與討論 69 5-1 田口直交表實驗資料分析 69 5-1-1 控制因子對耗油率的影響 70 5-1-2 控制因子對排氣汙染物的影響 71 5-2 使用最佳化因子組合為燃料的引擎與純柴油引擎比較 74 5-2-1 最佳化因子組合A1B1C1對排氣汙染物CO、CO2與HC的影響 75 5-2-2 最佳化因子組合A1B3C3對排氣汙染物NOX的影響 76 5-2-3 最佳化因子組合A1B3C1對排氣汙染物Smoke及制動耗油率(BSFC)的影響 76 5-2-4 各最佳化因子組合與氣缸內壓力的關係 77 5-2-5 各最佳化因子組合與最大壓力循環變異係數(COV)以及壓力上升率的關係 78 5-2-6 各最佳化因子組合與著火延遲角的關係 78 5-2-7 最佳化因子組合與柴油之熱釋放率比較 79 5-3 不具廢氣再循環的排氣汙染物濃度比較 79 第六章 結論與建議 112 參考文獻 115

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    下載圖示 校內:2016-09-01公開
    校外:2016-09-01公開
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