2013年12月28日 星期六

目前市場上銷售的汽車省油産品:磁性裝置

這種裝置是將磁性裝置安裝在燃料輸入管線上。磁性裝置是安裝在燃料輸入管線的外面,屬於非侵入性裝置,安裝非常簡單。碳氫化合物燃料流過被磁場環繞的輸油管路再進入引擎。當然料通過磁場後,它們的宣稱是,會增加馬力,降低耗油量,降第有害的空氣污染物排放,以及引擎壽命會增長。

典型的,廠商宣稱能改良耗油量或馬力10到20%。他們也宣稱如果耗油量沒有減少,改良就是以更多的馬力的型式呈現。所以使用者真的是不知道其磁性省油裝置是否有效。我個人是在我的三輛車子上裝有這一類的裝置,其中一輛「感覺」有效,另外兩輛則是「感覺」不到。所以結論是不知道。

磁鐵及磁性:對很多人來說,磁鐵是非常的神秘。所以,如果我們要瞭解這一類産品的廠商的廣告語言,必須要熟悉基本的磁性原理。

磁場是由帶電的粒子運動産生。例如,當電子在電線中流動時,會環繞著電線産生磁場。運動的電子産生的磁場使用在很多的家用電氣、汽車及工業機器。電磁的一個基本範例是很多條線圈環繞著一個中央的鐵心。只有當電流通過現圈時才會有磁場。

而永久磁鐵則不需要電流。通常,永久磁鐵的磁場是由來自磁鐵中每一個原子的小磁場相互排列整齊出來組成的。這些原子層次的磁場大部分來自電子的快速旋轉及軌道運動。雖然很多的物質在有磁場施力時會進行原子層次的磁場排列整齊,只有強磁性材料在施力的磁場移除後才會保留原子層次的排列整齊。因此,所有的永久磁鐵都是由強磁性材料組成。最常用的強磁性原件是鐵、鈷、和鎳。

磁鐵的強度由磁通量密度代表,量測單位是高斯(gauss)。地球的磁場大約是0.5高斯(Marshall與Skitek,1987)。典型家用電冰箱的磁鐵的磁場強度大約是1,000高斯。通常磁鐵省油裝置的磁通量密度範圍是2,000到4,000高斯,並不很強。一般永久磁鐵的磁通量密度可以高達8,000 高斯。所以磁鐵省油裝置並不是很特殊,只是普通的磁鐵而已。

幾百年來,有很多的人宣稱磁鐵有各種不同的神奇效應。當想到這些神奇效應時必須要知道:磁鐵只會影響導電的物質。所以磁鐵只能影響金屬、水及甚至人體。但是對碳水化合物燃料的影響是非常弱的「反磁性體」影響。這會導致燃料稍微偏離磁鐵的傾向,而非常的不可能會在分子層次有影響。

有些裝置宣稱能「排列整齊燃料分子」,如圖2-1。但是分子隨時都是在高速震動狀態。所以即使這些分子在磁場下排列整齊,當通過磁鐵後會立即的被分子高速的震動打亂,所以當進入引擎時,又還原成原來的狀態。而且,證明分子「排列整齊」的實驗結果在哪里?爲什麽廠商能宣稱他們的裝置的原理,而沒有任何的證據顯示?

圖 2-1


第二個說辭是:汽油在製造完成後,經過運送及儲存過程,汽油內部的分子會凝聚而形成大的分子群。當汽油進入引擎後,大分子群的燃燒效率不佳。其結果是燃燒不完全而導致汽車耗油量增加、引擎積碳、排放廢氣等等。磁場穿透汽油管路而將汽油內的燃料大分子群分解破壞成個別的小分子。當分子不再群積時,每個小分子與燃燒用的氧氣接觸更密切。因此燃燒更完全更乾淨。而且積碳量會降低,引擎操作更順暢,請看圖2-1。理論上這個說辭非常有說服力而且蠻有道理的。但是要磁場有效能吸引分子,分子必須是極性化的分子,就是有正極與負極。但是燃料的極性並不顯著而且極性力很弱。要磁性裝置有效,極性力的強度是很重要的因素。

有些磁性省油裝置不承認它們使用磁鐵,因爲有太多的負面證據。但是,如果一個裝置環繞著燃料輸入管路、沒有任何的電氣連結、而且宣稱能將「燃料分子排列整齊」(或者是類似的說辭),就絕對是磁鐵。如果是用釹、釤、鈷或任何的「稀土」元素製造的裝置,也一定是磁性裝置。

現在,我們先不要管燃料的磁性及是否會被磁性影響。而假設磁鐵真的能影響燃料的排列整齊等,請注意這純粹是假設。這種影響對燃燒會有什麽幫助呢?這些裝置的廣告說辭是怎麽說的呢?

最常用的說辭是排列整齊等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。

辛烷 (C8H18)

圖 2-2


丁烷 (C4H10)

圖 2-3


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。

磁性省油裝置最有名的案例:在2002年,英國廣告標準管制機關(Advertising Standards Authority ,ASA,由廣告業成立的業界組織,在沒有十足的證據下,它們絕對不會對廣告業者作出不利的判定)對一加磁性省油裝置廠商作出下列的判定,省略裝置名稱及測試公司名稱:

「經過本機關採用專家評估業者提供的測試機構報告。我們瞭解測試步驟有瑕疵,因此其結果不能證明省油裝置的效果。認爲刊登廣告人提出用來支援其省油裝置說辭的信件、證言及文章並不能構成嚴格的科學證據。」

用來測試的車輛是一輛沒有安裝觸媒轉換器、使用化油器的車子,不是目前市面上典型的車種,目前市面上典型的車種都安裝有觸媒轉換器及燃料噴入系統。英國廣告標準管制機關認爲用來測試的車料年份太舊而且其空氣污染物排放變化太大,不適於用來作測試。英國廣告標準管制機關的結論是測試機構的報告誤導消費者,因爲測試步驟有瑕疵而且用來測試的車輛不具有代表性。英國廣告標準管制機關通知刊登廣告者不得使用測試機構的報告。英國廣告標準管制機關的說明證明了我們需要小心不要隨便接受廠商的說辭。

這加省油器廠商說:「有獨立的慈善機關持續的測試他們的省油裝置」但是「還需要一些時間才會有結果」。這是3年前,目前還沒有結果。

美國聯邦貿易委員會(US 美國聯邦交易委員會,FTC)最近控告另一個有名的詞性省油裝置的製造商及經銷商。禁止他們宣稱能省很多油及降低空氣污染物排放。美國聯邦貿易委員會稱這省油裝置爲「騙人的省油産品,不會省油」,這是很嚴重的指控!因爲他們的廣告說辭,後來政府罰這家公司美金4百20萬元,而且禁止他們賣這種産品。

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。

另外一個問題是,如果這種磁性裝置有這種效果,爲什麽飛機不安裝它們。這又是一種非侵入性的裝置,很容易就可以裝到飛機的燃料輸入管線上。對航空公司來說,燃料占操作成本的一大部份,你應該相信,只要在輸油管線上裝一套有簡單又便宜的磁鐵就可以省10%以上的燃料,爲什麽航空公司不安裝呢?典型的磁性省油裝置宣稱對汽油、柴油、輕油及重油都有效,則對同一系列的航空油也一定有效。所以爲什麽航空公司不用它們?請自己回答。

通常磁鐵也使用在醫療方面(止痛等)或降低硬水裏的金屬雜物。我雖然懷疑,但是水是有極性的,會被磁鐵影響(而且60%以上的人體都是水),而且水中的金屬雜物及人體中都含有一些金屬,所以最少理論上磁鐵有可能有作用。但是燃料中的極性成分及金屬含量非常小,理論上被磁鐵的影響會小。

磁性裝置也萱成可以使用在天然氣鍋爐,增加鍋爐的效率。英國能源信託(UK Energy Saving Trust)作了一個研究(小規模但是非常小心的控制住的),而沒有發現這種磁性裝置會影響鍋爐的效率或空氣污染物排放。當然,這些資料不能確切的證明磁鐵對燃氣鍋爐沒有效果,也不能證明它們對汽車引擎沒有效果,但是這提供我們一個方向。與汽車引擎一樣,鍋爐製造商也有壓力減少能源的消耗,如果簡單的安裝一個磁鐵就能達到效果,鍋爐製造商一定患安裝它們而且大事宣傳它們的鍋爐的省油效率。他們不敢,因爲鍋爐供應商很怕錯誤的廣告導致的法率責任。

我作過磁鐵燃料處理研究的科學文獻搜尋,這類的文獻幾乎是不存在。我只找到三份文獻。其中兩份(Daly 1995; McNeely 1994)描述使用磁鐵將柴油裏的微生物殺掉,目前市場上的磁性裝置都沒有提到這一類的使用。

第三份文獻(Tretyakov等,1985)說明當對碳水化合物燃料施加磁場時,燃料的電阻及電介質性質會改變。這份報告並沒有提到這些觀察到的燃料物理性質改變是否會影響引擎的效能但是這份文獻提到兩份報告有性能資料(Skripka等,1975;及Tretyakov等,1975)。我沒有找到這兩份報告,即使找到也沒用,這兩份報告是俄文。

因此,我的文獻搜尋沒有找到任何可信的有關磁鐵燃料處理的研究報告。

缺乏出版的科學測試資料也提供我們依些訊息。磁性省油裝置的廠商宣稱磁鐵燃料處理已經存在50年以上。有這麽長的歷史,我不相信會得不到學界的注意,50年應該有上千的研究才對。最重要的是,如果效能真的如廠商所描述的,應該是到處都是,但是事實上不是這樣子。

磁性省油裝置的廠商的理由是汽車製造商與油公司夥同止住磁性省油裝置,因爲它們要維持高的汽油需求,這就是陰謀論。但是可能嗎?我們都知道這50年來汽車的耗油量改良的多少?而且汽車公司及油公司爲什麽不同謀止住其他的省油裝置,如燃油噴嘴及電腦控制?

簡單的來說,我沒有找到磁性省油裝置廠商提供的測試資料支援他們改良引擎效能的說辭。在這些資料出現前,懷疑是正當的。

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