2013年12月28日 星期六

目前市場上銷售的汽車省油産品:燃料催化裝置

有很多以錫爲基材的産品,放到油箱裏或安裝在燃油輸入管線上,都宣稱能改良燃料的品質然後改良耗油量。本節只討論能夠「安裝」的裝置;有關加到汽油的産品,請參閱汽柴油添加劑這一節。

首先我要說明的是一般來說,錫不是很有效的碳水化合物催化劑。這一類的省油裝置常常提到的煉油廠使用的「催化裂解」系統實際上是使用沸石(Zeolite),其組成爲鋁及矽。汽車廢氣排放管的觸媒轉換器使用的觸媒是白金、銠和鈀。這兩種催化劑都沒有使用錫。

第二點是,催化裝置廠商宣稱再第二次世界大戰時改良了蘇俄的燃料。第二次世界大戰已經過了很久,燃料化學及引擎設計都不一樣了。即使那個時候有效,現在也不一定有效,除非有很好的測試證明。在過去60年來,煉油技術進展很快;現代的燃料是一種精准配方的産品,理想的搭配引擎使用。

第三點,「催化裝置」的廠商宣稱他們的催化裝置能改變燃料的性質,例如,與磁性省油裝置一樣,能將長鏈分子分解成短鏈分子。這一類的改變很容易的用質譜儀偵測及測定。好象是這些廠商用嘴巴說能將長鏈分子分解成短鏈分子,但是沒有使用任何的測試來量測這一類的裝置實際上達到了這個效果。理論上,長鏈分子可以分解成短鏈分子。但是這個程式一般需要能量、壓力及催化劑。即使這一類的省油裝置真的將長鏈分子分解,這不代表能改善耗油量或空氣污染物排放。詳細的說明請參閱磁性裝置節。

主張這些「燃料催化裝置」有效的說辭範圍很廣也很多,下面我要說明評論一些最常使用的說明。

一個常用的說辭是能在使用「含鉛汽油」的引擎裏使用無鉛汽油,因爲錫會塗裝在閥座而防止磨損。這也許是正確的,但是量太少了。燃料催化裝置通常宣稱有300,000公里的生命周期。在這一時期,使用含鉛汽油的車子已經消耗了5公斤的鉛。這種燃料催化裝置的重量不到5公斤的十分之一,所以我們懷疑會不會有足夠的鉛來保護引擎。而且也要非常的小心這一類證言:「我將無鉛汽油用在我的指使鉛汽油裏,我安裝了燃料催化裝置,車子開了5年都沒有損壞」。 首先,有些車子的閥座是硬化的材質,只需要使用鉛來防止爆震。第二,緩慢加減速的車子即使使用無鉛汽油其閥座也不會有顯著的磨損,特別是經過長聯使用含鉛汽油已經建立了一層保護膜。 但是我不建議你使用無鉛汽油到你的古董車,其引擎的設計只能使用含鉛汽油!

另爲一個廣告說辭是本裝置能增加汽油的辛烷值,因此可以防止爆震,這就是可以在需要使用含鉛汽油的引擎裏使用無鉛汽油。理論上這有可能,但是你會不會感覺奇怪,如果錫是如此得有效,則爲什麽煉油廠不使用錫而投資上億元來使用沸石技術?在一次,又是很多證言宣稱使用這一種産品後,車子可以開很多年而沒有問題,真的嗎?其實很多設計使用含鉛汽油的引擎,當使用95無鉛汽油時也不會産生爆震。但是如果你慢慢的加速及減速,也不會有爆震的問題。

---------------------------------------------------------------------------
注:辛烷值的兩種表示方法:RON及MON

評估燃料的辛烷值時是將燃料在測試引擎裏燃燒然後量測其抗爆震的層度。辛烷值的測試方法有兩種,「研究」及「馬達」-它們的原理都一樣,但是測試的承載量、速度及溫度不同。這些測試産生「研究辛烷值」(Research Octane Number,RON)及馬達辛烷值(Motor Octane Number,MON)。典型的,MON約比RON低8 - 10點。

歐洲都使用RON代表辛烷值,而在美國則使用(RON + MON)/2辛烷值。所以在歐洲說95辛烷值,在美國的辛烷值就是90或91。
---------------------------------------------------------------------------

現在讓我們回到使用無鉛汽油的引擎,這一類的省油産品也宣稱能燃燒的「更好」。在這裏我使用與磁性裝置同樣的評論:

最常用的說辭是燃料催化裝置會使燃料的燃燒更快。燃燒速率予耗油量之間的關係在擾流産生裝置節有詳細的說明,但是基本上:

- 燃燒速率快不會,即使在理論上,顯著的增加新型引擎的耗油量(新型引擎的燃燒速率已經是最佳化了);而且
- 如果燃料是真正的使燃燒更快,必須要修改點火順序引擎才能正常的運作,但是,安裝這種裝置並沒有要求改變點火順序。所以如果這種裝置真正的使燃燒更快,沒有修改點火順序,引擎也無法正常操作。

另外一個說辭是:燃料能燃燒的「更好」或「更完全」。但是事實上,噴入的燃料最多只有1到2%沒有完全燃燒。即使是這一類沒有完全燃燒的燃料的能量也是部分的釋出。其實幾乎100%的燃料都被汽化分解而與氧氣結合成水汽、二氧化碳、一氧化碳及揮發性有機化合物(HC或VOC)。基本上,燃料中幾乎所有的化學能量都轉換成熱能而釋出。這樣子,有怎麽能燃燒的「更好」呢?

這種磁性裝置宣稱的另一種省油機制是將長鏈燃料分子分解轉換成短鏈分子,燃燒的更快更好。當然,汽油及柴油的配方有各種不同的分子,由長鏈分子,如辛烷(C8H18),圖2-2,到短鏈分子,如丁烷(C4H10),圖2-3。理論上,長鏈分子可以分解成短鏈分子,但是需要溫度、熱能及壓力,以及觸媒。不是單純的磁鐵可以做得到的。煉油廠投資大量的經費購買設備及系統來建廠及操作將長鏈碳氫化合物分子分解成短鏈碳氫化合物分子。如果磁鐵能很容易的作得到,則爲什麽這些煉油廠要花費這麽多的金錢來購買、安裝、操作及維護這些複雜的設備及系統呢?這是很簡單的邏輯論述,你可以提供自己的結論。然而,即使這一類的省油裝置能將長鏈分子分解成短鏈分子,這並不代表能降低耗油量或空氣污染物排放。

首先,現代汽油及柴油的成份配方都是很精確的,非常精確的調配到符合引擎的需求。在有些地方,爲了適應溫度的差異,冬天與夏天的配方都不同!在不同溫度蒸發的燃料成分及數量(蒸發曲線)是由高蒸發點(長鏈)成分及低蒸發點(短鏈)成分的混合比例決定的。如果改變這個比例,燃料的蒸發特性就會改變。 結果是引擎操作會有問題,會産生更多的空氣污染物排放及增加耗油量。

第二,燃燒時,短鏈分子不會比長鏈分子産生更多的能量。大部分的碳水化合物分子的能量含量是在44 - 46 MJ/kg之間,小分子比大分子的能量含量只多一點點。小分子的燃燒會「更好」、「更完全」及「釋出更多的能量」都沒有實驗資料支援。

還有些磁性省油裝置宣稱能清潔燃料。

更令人吃驚的是很多燃料催化裝置廠商宣稱它們的産品對汽油及柴油都有效。但是汽油引擎及柴油引擎是完全不同的構造、燃燒程式也是完全的不同、而且「好」汽油的品質需求與「好」柴油的品質需求也不同(事實上有些品質是完全的相反)。所以即使我們假設能製作出能産生更好的汽油的催化劑,而同樣的催化劑能産生更好的柴油的可能性是微乎其微。

有些廣告的說辭是理論上有很多的催化劑都很有效,但是邪惡的油公司再器燃料産品中添加一些物質使這些催化劑無效。但是這個說辭很容易用科學方法測試不同的燃料來證明。爲什麽這些廠商沒有作?如果它們能證明這是真的,可以向政府及消費者保護協會提出告訴並代表消費者向油公司求償。然而,即使是真的,爲什麽一些其他使用不同汽油品質的國家也沒有使用這種産品?

很有意思的是,有些磁性省油裝置的廣告說辭是英國皇家空軍在第二次世界大戰時使用此裝置。但是奇怪的是,目前英國軍方不再使用此裝置了。爲什麽?我想邏輯的結論應該油讀者你來判定。

沒有留言:

張貼留言