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雙燃料噴射系統之轉子引擎性能改善研究,Rotaryengineperanceimprovementbymeansofadual-injectionfuelsystem,陳榮洪、吳明勳、陳仲男、王朝敬報告者陳仲男,中華民國一百年三月九日,大綱,前言研究目的實驗設備與方法結果與討論結論,前言,近來由於轉子引擎之高推重比與較小前視面積特性，其在無人飛行器動力源上之應用頗受矚目。在航空器上的使用如轉子引擎之迴旋式內燃機時，所採用之燃料為航空汽油Aviationgasoline,Avgas。航空汽油與車用汽油之最大差別在於航空汽油之蒸氣壓較低，成分燃料蒸發比例較均勻，因此可確保飛行器於高空低壓環境下供油系統不致發生氣鎖vaporlock現象。,目前最常用之航空汽油為100LL100lowlead。此燃油之成分自二戰時期以來並無太大改變；藉由添加四乙基鉛tetra-ethyllead,TEL以克服航空用高性能引擎之爆震問題。但近年來之研究發現TEL中之鉛成分對於環境與人體腦神經系統會造成傷害。乙醇ethanol，由於其RON值高達129，為一非常具有做為抗爆震添加劑潛力之添加燃料。Palmer之研究也指出，酒精汽油混合燃料中每增加10酒精含量，辛烷值可提高5個號數。且酒精可由多種植物提煉獲得，被視為可再生能源，使用上對於環境衝擊相對較小。,研究目的,本研究之目的針對UAV轉子引擎，發展一雙燃料噴射系統取代原引擎之供油系統，並利用雙噴射系統測試以RON98添加酒精之複合燃料取代100LL後轉子引擎之性能表現。於本研究中我們針對100LL航空汽油、RON98車用無鉛汽油、含10酒精之RON98E10與20酒精之RON98E20四種燃料，於3000、4000、5000和6000rpm四種轉速，量得不同節氣閥開度下引擎操作之空燃當量比、油耗、輸出扭力與排氣中之NO、CO、CO2、HC與O2濃度。,圖2.實驗設備示意圖,實驗設備與方法,圖3.乙醇噴射系統配置圖,實驗設備與方法,,,,,,,,,,結果與討論,圖5.3000rpmTh40條件下使用不同燃料與不同空燃比之引擎扭力及廢氣排放,圖6.3000rpmTh60條件下使用不同燃料與不同空燃比之引擎扭力及廢氣排放,結果與討論,圖11.6000rpmTh40條件下使用不同燃料與不同空燃比之引擎扭力及廢氣排放,圖12.6000rpmTh60條件下使用不同燃料與不同空燃比之引擎扭力及廢氣排放,,,,結論,本研究針對轉子引擎，發展完成一套雙燃料噴射系統，可彈性調控兩種燃料之噴射率。可量測引擎之輸出扭力及廢氣排放。我們分別針對轉子引擎使用100LL、RON98、RON98E10和RON98E20四種燃料時之性能特性進行量測，比較結果獲得下列數點結論,100LL之空燃比明顯大於RON98，因此以RON98替代100LL時，ECU需作調整使兩者之λ一致。,,,,,,,RON98汽油低熱值約43000kJ/kg，理論空燃比約為14.6，而乙醇低熱值為26950kJ/kg，理論空燃比9.0，在相同λ及相同空氣供應率狀況下，乙醇之供油率為汽油之1.6倍，而低熱值為汽油之1/1.6，所以在每一循環燃料所提供的燃燒熱相同，本研究同樣顯示出相同的結果，由扭力輸出和廢氣排放比較得知在相同λ及相同空氣流率狀況下，100LL、RON98、RON98E10和RON98E20之扭力輸出和廢氣排放濃度幾乎相同，顯示此4種燃料之熱值差異不大，影響引擎扭力輸出和廢氣排放主要的控制因素在於λ的調整。,結論,結論,3.原引擎ECU控制λ0.85到λ0.9之間其扭力輸出幾乎一致，在省油的考量下，可考慮儘量使用λ0.9此可提供作為ECU噴射策略參考之用。,Thanksforyourattention,
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