✔ 最佳答案
汽油引擎每個循環過程必定包含了二或四個衝程,所謂「循環」是指每完成一次燃料爆發所經過的所有步驟而言,衝程則是指活塞每上或下一次在汽缸內的動作。
四行程引擎
四衝程的引擎完成一次循環必須經過「進氣、壓縮、動力、排氣」四個衝程。
二行程引擎
二衝程引擎將進氣及排氣合併在動力衝程的末端進行,實際上只有壓縮及動力兩個衝程,但仍具備爆發所需要經過的過程。
========================
關於觸媒轉換器
觸媒有氧化及還元兩種,各種作用不同在轉換器中有兩種觸媒處理HC.CO.NO
X的叫三元觸媒,以下請看仙人慢慢道來。(本文引用SAE技術報導)
觸媒是一種持有反應爐的作用的零組件,可以認為它是為了要做觸媒反應而保持最適
當的電子的力的狀態的〝火爐〞。那麼這觸媒反應可以說是,CO與O2在觸媒層被科學
的吸著,並得其協助迅速反應的東西。在其吸著的過程使CO內部中削弱了原子間的結合
。
實際上被吸著的分子內原子的結合力會衰弱,使他分子如氧氣,與它很容易結合在一
起。觸媒能充分地能實施其作用時,需要實行科學的吸著的觸媒的反應所必要的溫度範圍
與能使迅速反應的環境。
碳氫化合物HC是很難用觸媒來處理,以沼氣為例,因為沼氣是中性的關係,是很難
用觸媒將碳氫物氧化。但是排氣中也有乙 ,乙 是非中性因此在排氣的環境之下,會產
生傾向於強力的觸媒作用的方向。
於汽車工使用觸媒之前,觸媒使用於工業用處理上,當時對溫度與排放瓦斯之中的不
純物之混入嚴格地被控制而使用。
對汽車用的觸媒所要求的條件,當然要比工業處理用的嚴格很多,比如說溫度可能分
布於200°C到1100°C的範圍,同時在排氣及斯中滲入很多不純物。特別是鉛、
燐、硫黃等對觸媒有很強的毒性。
1960年代中期,美國加州將以往的排於瓦斯的管制更加強化,因此隨著,有幾家
觸媒工廠著手研究活動。反過來看,大部份的汽車工廠致力於不使用觸媒來通過管制,但
1970年代管制更加嚴格,全部的方向轉向於利用觸媒。
※ MONO LIFH(一體型)觸媒的利點
當初汽車公司各公司想採用的粒狀(Pelettype)觸媒是在工業用是很有用
處的,但是後來知道在有脈動而1000°C的排氣瓦斯的氣流中的使用狀態下使用是不
適合的。
另一方面,觸媒的架體製造廠商更加努力在開發對溫度有耐性的材質,3M與福特公
司,合作開發了採用簿紙浸在瓷(Ceramic)的溶液中之後折成液浪狀,將其燒成
蜂巢的技法。這種一體形的觸媒的狀況是,沒有像片狀式的大家接觸在一起,以這樣的層
面認為可以適合汽車的使用條件,然而產生的背壓很低也是利點之一。
著名的美國康寧CORNING玻璃公司。與汽車公司合作開發了由擠壓的成形法做
的觸媒架體。這種的特徵是熱膨脹率很小而可以用此來防止熱衝擊。另一面克萊斯勒公司
開發了與他公司用方形開口部斷面所不同的於垂直方向保有強度的三角形斷面的架體。
初期型的架體,於一平方公分有62個單體的密度,以很薄的素材厚度來減低比熱的
想法。由此在理論可以維持相當大的表面積。在香檳火星塞公司對瓷以外的製造方法仍然
在做開發,對鋼纖維形的或0.02 m/m的不 鋼板式的方法也考慮過。
我想大家對EPA(美國環保局)的管制應該很清楚,如果用以往的觸媒的話在觸媒
達到其活性化溫度之前,只能淨化約50%的排氣瓦斯。
使用在開發初期的貴金屬系的觸媒,特別是對其特性是有限的。「釩」Vanadi
um(V原子序23號)的礦物系的成份也試過但是沒有得到顯著的效果。雖然釩無效反
而知道了----- 「 」Ruthenium(Ru原子序44號)當做觸媒很有效果的。
克萊斯勒.Avenger於1975年採用「 」Rhodium系「 」Rho
dium(Rh原子序45號)
白金系金屬的觸媒的大部份是使用白金或白金混合「 」Palladium這種系
統的氧化觸媒的場合,通常要在濃度較高的排氣瓦斯之中送進充分的氧氣的原故需使用空
氣原甫。有的廠商是採用稀薄燃燒的,可是一般在駕駛的層面上,多半的車子在濃的方面
或理想混合比範圍中行駛。
※ 用空氣泵甫與氧化觸媒
管制法出現的當初,使用空氣泵甫與氧化觸媒控制CO與HC,NOX即用EGR(
排氣瓦斯再循環)來壓制,可以達成了標準。由於使用EGR排氣瓦斯進入燃燒室內,可
以使最高燃燒溫度降低。
燃燒中所產生含有氮的瓦斯就是NO,那麼這個NO與排氣瓦斯中的的殘留氧氣結合
,變成褐色的二氧化氮NO2。一般的稱呼在排氣瓦斯中含有NO的氮系氧化物為NOX
。
NOX發生在引擎然燒室溫度超過1650°C的時候,又有機質混合成為氮化合物
時,那也會燃燒。降低最高燃燒溫度的要素有,壓縮比、點火正時、空燃比(A/F)。
這種A/F比在14.6時稱為理想空燃比。
幾乎大部份的場合,以熱而論降低燃燒溫度也是降低燃燒效率。幾乎所有的汽車公司
採用了比較的反應簡單的氧化觸媒,這些可以滿足數年之用途。為了EGR效率也降低,
壓縮比也降低,但由於排氣瓦斯的管制更加強化之故,對於以往之氮氧化物減低的方法以
外之方法的研究亦慢慢地積極起來。
將CO與HC氧化,控制NOX時必需要用觸媒。白金,Palladium是有減
低NOX的效果。但是,看情形可以使多量的NOX變換成NH3(氨)。在還元觸媒所
發生的NH3,又經過氧化觸媒再度氧化變成NOX。
由此可知,創造觸媒的人們,直接遭遇了不產生氨而降低NOX的難題。當然在這中
間將空氣燃料比保持理想空燃比也是一種解決對策之一,另一對策即是使用含Rhodi
um的還元觸媒。
在觸媒中含有「遄vCerium(Ce原子序58號)
(a)可以使Almina氧化鋁表面安定化。
(b)可以使白金系貴金屬活性化。
(c)空燃比在濃方與稀方之間動搖時,會暫時保留氧氣。等等的效果,但其作動尚未充
分地被解明。
白金/Rhodium是有減低NOX的效果。但是,看情形可以使多量的NOX變
換成NH3(氨)。在還元觸媒所發生的NH3,又經過氧化觸媒再度氧化變成NOX。
由此可知,創造觸媒的人們,直接遭遇了不產生氨而降低NOX的難題。當然在這中
間將空氣燃料比保持理想空燃比也是一種解決對策之一,另一對策即是使用含Rhodi
um的還元觸媒。
在觸媒中含有「 」Cerium(Ce原子序58號)
(a)可以使Almina氧化鋁表面安定化。
(b)可以使白金系貴金屬活性化。
(c)空燃比在濃方與稀方之間動搖時,會暫時保留氧氣。
等等的效果,但其作動尚未充分地被解明。
白金/Rhodium系的觸媒已知道從過濃方到理想混合氣附近可以使氨氣不產生
而可降低NOX。
為此開發了雙轉換器系統。由此可以適應嚴格的標準的同時,又可以找回失去一時的
引擎性能及油耗等。這時候的引擎是,儘可能以理想混合比來運轉的設定。
這種系統的作法是,以第一段的觸媒把NOX分解為氮與水分,然在其排氣瓦斯之中
由空氣泵甫吹進空氣,殘餘的CO與HC由第二段的觸媒氧化。
向化油器或油門孔噴射燃料的型式時,在所有的氣缸並不一定會平分燃料,其義是燃
料最稀薄的氣缸(普通是人油器支管離最遠的氣缸就是)應該給予點火可能的溫度的混合
氣。因此這裡想說的是要使所有的氣缸以理想混合氣來運轉以此構造是不可能的。
在這一方面多孔式的燃料噴射可以得到良好的燃料分配,但要使每一氣缸的空氣流量
變成一樣是頂困難。在這樣的困境當中汽車各公司仍然繼續努力更能接近理想空燃比。
※ 氧氣探測器的出現然而進入三元觸媒時代
在上述的要求之中,氧氣探測器的出現對於達成理想混合氣的極大的幫助。氧氣探測
器是探測在排氣瓦斯中多餘的氧氣量的探子,於排氣瓦斯的混合比從過濃方向到稀薄方向
有所變化時,由氧氣探測器會發出信號,這種信號可以利用在空燃比的控制上。
氧氣採測器是用「 」Zirconia做的杯子狀電極,「 」不到300°C時
沒有導電性,因此為了要及早使其機能充分發揮,有的車上使用裝有加熱器的探測器。
因為引擎的設計師們,仍然繼續努力提升引擎的效率,以及控制到觸媒的排放瓦斯,
所以在使用觸媒的車輛,能以接近理想混合氣的狀態運轉。
採用三元觸媒可以使油耗的趨佳的同時,對車輛的行駛性能也會提升的利點之外,不
需要使用,空氣泵甫及二次空氣的導入裝置。這些事物意味著可以防止成本,馬力的損失
以及構造的複雜化。
白金是非常貴重的金屬,這是眾知的事實,各汽車公司,努力壓低其消費的數量,並
且努力使白金, 、 的使用比率配合埋藏量的比率。可是這是很難做得到的事。
1978年美國進口的Rhodium之中,80%使用為汽車的觸媒,因此比量也
會給白金市場有所影響。白金的價格是以美金/1托蕾盎斯(31.1035g=1TR
OYONCE)來表示,1970年代初期與1980年代後半的比較起會成下面的情形
。
pt pb ph
1970年初期 150 40 600
1980年後期 600 140 1300
這種價格在每天都會變化,是一種大概括的數字,但是可以看出觸媒的量是如何地重
要。
※ 各國的對管制的因應
在日本的排氣瓦斯的管制是1975年來的,與美國的管制很相似,但比起美國的還
算是寬鬆的。在這裡認為鬆的原因是,在日本的管制並沒有冷機起動,以及在試時的車速
較低之故。
在歐洲,到1992年為止對比1.4L大的排氣量之車輛達成了義務裝觸媒的協議
,已經有的國家開始要求對策了。在最近的會議之中,比上記的排氣量還小的引擎排氣量
的車輛也打出管制強化的方向。
1992年巴西會導入美國的75年度的管制,1997年可能會導入美國的86年
管制。
在巴西,由政府推動的乙醇燃料,廣泛地被採用當汽車之燃料。這種燃料是以60%
比40%的乙醇與1加侖加1.5g的四乙基鉛的有鉛汽油混合而成的。政府曾說過對裝
有觸媒的車輛的無鉛汽油的供應是問題,但是供應無鉛汽油是沒有問題的。
在墨西哥,於1991年會導入美國75年,1993年即86年的管制。在這個國
家為了裝有觸媒的車輛的供應無鉛汽油可能會成問題143以從在墨西哥所謂的無鉛汽汽
油,在1加侖當量也含0.05g的四乙基鉛。
在奧太利亞已在1987年初期採用美國76年的管制。這個專題並不是在此已經是
終止符。關於環保問題,意識已經喚起比以往更多民眾的關心。可能會使比現在更多的國
家,步入美國或日本所步行之路途。然而觸媒的廠商,會提供比現在有更效果的產品。
觸媒的介紹到此為止,由上述可以了解觸媒轉換器,是很貴重的東西,並且瞭解觸媒
要溫度高的時候才會作用,同時對鉛的毒素是很脆弱,所以我們站在使用者的立場也應對
於觸媒轉換器有深刻的瞭解正當的使用才不會使觸媒的效果不能發揮,對環保淨化空氣一
點也沒有貢獻。
===============================
減少車子排放的廢棄對空氣的污染
一、清潔、調整或換新火星塞。
二、調整或換新化油器。
三、清潔或換新空氣瀘清器。
四、調整或換新汽門、調整汽門間隙。
五、點火正時必需準確。
六、更換機油時,油面勿超過上限。
七、引擎老舊、磨損以致耗費汽油、機油時,應即搪缸大修。
八、冷車發動後,油門操作要緩和,最好保持定速行駛。停車時,應提早減速,勿突然減速煞車。
九、經正確保養,可節省油料,減少空氣污染。
十、使用無鉛汽油與觸煤轉化器。
若是泛指全面性的空氣污染的話:
一、多種樹使空氣能自然地循環
二、清掃居家環境空氣就不會有異味
三、短程的多走路、長程的多搭乘捷運系統或大眾運輸車輛
四、使用再生能源(太陽能、風力、水力、地熱等等)