Bolehkah Aditif Bahan Api Mengurangkan Pelepasan Berbahaya daripada Sistem Bahan Api?

Bagaimana Aditif Bahan Api Berfungsi untuk Mengurangkan Pelepasan

Laluan kimia: Aditif beroksidasi, penambah cetane, dan mangkin yang mengubah kimia pembakaran

Aditif untuk bahan api berfungsi dengan mengubah cara pembakaran bahan api pada peringkat molekul. Sebagai contoh, produk berbasis etanol membawa oksigen tambahan ke dalam campuran bahan api, yang membantu menghilangkan molekul karbon monoksida dan hidrokarbon yang tertinggal, lalu menukarkannya kepada CO2 dan wap air. Untuk enjin diesel, terdapat bahan yang dikenali sebagai penguat setana seperti EHN yang meningkatkan pencucuhan bahan api. Ia memendekkan tempoh menunggu sebelum pembakaran bermula, menjadikan enjin beroperasi dengan lebih lancar secara keseluruhan. Kemudian terdapat aditif katalitik yang mengandungi logam, salah satu contoh biasa ialah oksida serium. Bahan-bahan ini pada asasnya memudahkan pencucuhan bahan api kerana ia mengurangkan apa yang dipanggil tenaga pengaktifan oleh ahli kimia. Hasilnya? Pembakaran yang lebih bersih berlaku walaupun suhu di dalam enjin tidak terlalu tinggi. Semua helah kimia yang berbeza ini berlaku terus di dalam ruang pembakaran itu sendiri, mengurangkan sisa separuh terbakar yang menyebabkan masalah pencemaran. Kebanyakan pengilang melaporkan pengurangan ketara dalam pelepasan bahan berbahaya apabila menggunakan pakej aditif yang diformulasi dengan betul.

Kesan termodinamik: Perambatan nyala yang lebih cepat, kelewatan pemulaan yang lebih pendek, dan pembakaran yang lebih seragam

Beberapa aditif kimia tertentu boleh meningkatkan kecekapan enjin membakar bahan api dengan menyesuaikan proses berkaitan haba yang penting di dalam enjin. Apabila penambah cetana ditambahkan kepada minyak diesel, ia mengurangkan masa yang diperlukan untuk bahan api terbakar selepas disembur ke dalam ruang enjin, kadangkala sekitar 30%. Ini bermaksud bahan api menyala lebih cepat setelah disuntik, yang membantu mencipta taburan nyalaan yang lebih sekata di seluruh ruang pembakaran. Tanpa aditif ini, biasanya terdapat kawasan dalam silinder di mana terlalu banyak bahan api yang tidak terbakar terkumpul, menyebabkan zarah-zarah yang kita panggil pencemaran PM. Kawalan pembakaran yang lebih baik juga mengelakkan suhu menjadi terlalu tinggi, yang merupakan berita baik kerana suhu tinggi adalah penyebab utama pembentukan gas NOx yang merbahaya. Secara keseluruhannya, ini menghasilkan prestasi enjin yang lebih baik, menjimatkan kos bahan api, serta mengurangkan pencemaran udara biasa dan pelepasan CO2 secara serentak.

Menyasarkan bahan pencemar: Bagaimana aditif menekan CO, NOx, THC, dan jirim zarah pada sumbernya

Aditif bahan api hari ini berfungsi dengan mengurangkan pelepasan berbahaya tertentu melalui susunan kimianya. Apabila sebatian beroksigen dicampurkan, ia membantu merendahkan karbon monoksida dan jumlah hidrokarbon kerana ia memastikan bahan api terbakar lebih lengkap, terutamanya apabila oksigen tidak banyak tersedia. Sesetengah aditif mengandungi logam seperti serium atau besi yang sebenarnya mempercepatkan pembakaran zarah arang di dalam enjin. Kajian mendapati bahawa ini boleh mengurangkan pelepasan jirim zarah daripada enjin antara 18 hingga 31 peratus. Beberapa campuran khas turut mengawal suhu pembakaran, yang membantu mengekalkan tahap oksida nitrogen rendah tanpa menjejaskan prestasi enjin. Yang menjadikan aditif ini sangat bernilai ialah ia menangani beberapa sumber pencemaran sekaligus. Ia bertindak sebagai lapisan perlindungan tambahan sebelum gas ekzos keluar dari enjin, sambil pada masa yang sama meningkatkan kecekapan pembakaran dan membantu kenderaan bergerak lebih jauh dengan setiap tangki bahan api.

Aditif Beroksigen dan Pembakaran Lebih Bersih dalam Enjin Bensin dan Diesel

Aditif beroksigen meningkatkan kecekapan pembakaran dengan menambahkan ketersediaan oksigen dalam campuran bahan api, menyokong pengoksidaan yang lebih lengkap dan mengurangkan pelepasan karbon monoksida serta hidrokarbon yang tidak terbakar.

Campuran etanol dan 1-butanol: Mengurangkan pelepasan karbon monoksida dan hidrokarbon sehingga 22%

Etanol dan 1-butanol adalah aditif beroksigen yang telah lama diketahui, apabila dicampurkan ke dalam bensin atau diesel, boleh mengurangkan pelepasan CO dan hidrokarbon sehingga 22% (SAE 2020). Kandungan oksigen yang tinggi menyokong pembakaran yang lebih menyeluruh, terutamanya dalam keadaan bakar nipis di mana oksigen biasanya terhad, menghasilkan lebih sedikit hasil sampingan pembakaran separa.

Kompromi dalam pengurangan NOx dan PM semasa operasi diesel beban tinggi

Oksigenat berjaya mengurangkan pelepasan karbon monoksida dan hidrokarbon dengan baik, tetapi apabila tiba masa untuk oksida nitrogen dan zarah halus di bawah beban diesel yang berat, keputusannya tidak begitu jelas. Lebih banyak oksigen bermakna pembakaran yang lebih panas di dalam enjin, yang sebenarnya cenderung meningkatkan pengeluaran NOx. Penyelidik juga telah memperhatikan sesuatu yang menarik — terdapat peningkatan kecil dalam zarah ultrahalus tersebut menurut kajian yang diterbitkan dalam Combustion and Flame pada tahun 2017. Walau bagaimanapun, jumlah jelaga secara keseluruhan biasanya berkurang. Apa yang ditunjukkan semua ini adalah bahawa pencemar yang berbeza menunjukkan tingkah laku yang berbeza bergantung kepada sejauh mana enjin sedang bekerja pada setiap masa.

Aditif Katalis Berasaskan Nanopartikel dan Logam untuk Kawalan Pelepasan Lanjutan

Nanopartikel Al2O3 dan CeO2: Pengurangan 18–31% dalam PM keluaran enjin dan pengoksidaan jelaga dipertingkatkan

Beberapa nanopartikel seperti aluminium oksida (Al2O3) dan serium oksida (CeO2) bertindak sebagai mangkin di dalam silinder enjin, meningkatkan pemindahan haba dan membantu bahan api terbakar lebih lengkap. Apabila kira-kira 50 hingga 100 bahagian sejuta CeO2 dicampurkan ke dalam bahan api diesel, kajian menunjukkan bahawa pelepasan jirim zarah daripada enjin berkurang antara 18% hingga 31%. Tahap karbon monoksida juga menurun, begitu juga sisa-sisa hidrokarbon yang mengganggu. Apa yang berlaku di sini sebenarnya cukup menarik. Serium bertindak melalui tindak balas permukaan dan membebaskan oksigen semasa pembakaran, menghasilkan molekul oksigen aktif yang menyerang zarah arang. Pendekatan dua hala ini mengurangkan penghasilan arang sejak dari permulaan dan juga menangani deposit karbon yang telah terbentuk di dalam ruang pembakaran. Mekanik yang bekerja pada enjin moden telah memperhatikan ruang pembakaran yang lebih bersih dari masa ke masa apabila aditif ini digunakan secara kerap.

Sebatian besi dan serium sebagai mangkin dalam bahan api: Meningkatkan kecekapan dan mengurangkan kompromi antara NOx dan PM

Penambahan sebatian besi dan serium sedang menunjukkan kemajuan dalam menangani masalah lama iaitu keseimbangan antara pelepasan NOx dan PM dalam enjin diesel. Bahan tambah ini berfungsi dengan mengurangkan masa kelewatan pencucuhan dan menghasilkan corak pembakaran yang lebih sekata di dalam silinder. Akibatnya, paras asap menurun secara ketara — beberapa ujian menunjukkan pengurangan sebanyak kira-kira 40-45% — tanpa menyebabkan peningkatan besar dalam pengeluaran nitrogen oksida. Apa yang menjadikan pemangkin ini terutamanya berguna ialah keupayaannya berfungsi secara berkesan dalam pelbagai julat suhu operasi, jadi ia terus berfungsi sama ada enjin beroperasi pada beban ringan atau kuasa penuh. Ini berbeza dengan kaedah rawatan ekzos tradisional yang hanya menangani bahan pencemar selepas pembentukannya semasa pembakaran. Sebaliknya, pemangkin yang dibawa melalui bahan api menangani isu tersebut sejak permulaan proses, memberikan keputusan yang lebih bersih dengan komponen kawalan pelepasan yang diperlukan secara keseluruhan lebih sedikit.

Pembaik Cetane dan Kesan Terhadap Pelepasan Diesel

2-Etilheksil nitrat (EHN): Kesan sebenar terhadap CO, HC, NOx, dan kelegapan asap daripada pengujian NEDC

EHN, atau 2-etilheksil nitrat, berfungsi sebagai aditif popular untuk meningkatkan nombor setana bahan api diesel, yang secara asasnya bermaksud ia membantu enjin diesel menyalakan api dengan lebih cepat. Apabila diuji mengikut piawaian lama NEDC, penambahan EHN ke dalam bahan api didapati mengurangkan pelepasan karbon monoksida dan hidrokarbon sebanyak kira-kira 15 peratus kerana bahan api terbakar lebih lengkap. Apa yang berlaku kepada oksida nitrogen bergantung kepada sejauh mana beban enjin. Pada beban rendah, kita melihat penurunan sehingga 8% dalam pelepasan NOx, tetapi apabila enjin beroperasi pada kuasa penuh, suhu menjadi terlalu panas sehingga menyebabkan NOx meningkat sebanyak kira-kira 1.8%. Berita baiknya ialah paras asap dan jirim zarah biasanya berkurang antara 10 hingga 20% memandangkan pencucuhan yang lebih baik membuatkan semua bahan terbakar dengan lebih bersih. Bagi enjin diesel yang lebih lama, EHN menyediakan pilihan pengurangan pelepasan yang berpatutan tanpa memerlukan sebarang perubahan perkakasan yang mahal. Sudah tentu, keputusan sebenar sangat bergantung kepada reka bentuk enjin tertentu, cara ia dioperasikan setiap hari, dan jenis bahan api asas yang dicampurkan dengan aditif tersebut.

Aditif Bahan Bakar berbanding Sistem Selepas Rawatan: Kecekapan, Kos, dan Had Praktikal

Membandingkan aditif bahan bakar dengan penukar katalitik: Pengurangan pelepasan per dolar, ketahanan, dan cabaran integrasi

Apabila melibatkan kawalan pelepasan, aditif bahan api dan sistem rawatan akhir seperti penukar katalitik mengambil pendekatan yang sama sekali berbeza. Aditif bahan api berfungsi dengan mengubah cara pembakaran berlaku di dalam enjin itu sendiri. Ia tidak memerlukan sebarang pengubahsuaian mekanikal pada kenderaan, mempunyai kos awal yang relatif rendah, dan boleh ditambah dengan mudah ke dalam bekalan bahan api biasa tanpa banyak kesulitan. Kekurangannya? Aditif ini perlu digunakan secara berterusan untuk mengekalkan kesannya, jadi ia mungkin benar-benar meningkatkan kos operasi dari semasa ke semasa. Penukar katalitik menawarkan sesuatu yang berbeza sama sekali. Ia tahan lebih lama dan berkesan mengurangkan gas-gas berbahaya seperti karbon monoksida, oksida nitrogen, dan hidrokarbon. Namun, terdapat juga kelemahannya—sistem ini datang dengan kos pemasangan yang tinggi, memerlukan ruang yang mencukupi dalam kenderaan, serta memerlukan pemeriksaan penyelenggaraan secara berkala. Melihat kepada kos setiap gelen biasanya memberitahu kita bahawa aditif lebih berpatutan untuk armada kecil atau apabila berurusan dengan pelbagai jenis enjin. Sebaliknya, sistem rawatan akhir cenderung memberi prestasi yang lebih baik dalam situasi di mana kenderaan beroperasi secara berterusan untuk tempoh yang panjang. Kebanyakan perniagaan mendapati diri mereka berada di antara kedua-duanya, sering kali menggabungkan kedua-dua kaedah untuk mendapatkan hasil terbaik mengikut keadaan khusus mereka.

Bahagian Soalan Lazim

Apakah aditif bahan api, dan bagaimana ia mengurangkan pelepasan?

Aditif bahan api adalah bahan yang ditambahkan ke dalam petrol atau diesel yang mengubah proses pembakaran dan meningkatkan prestasi enjin. Ia mengurangkan pelepasan dengan meningkatkan kecekapan pembakaran bahan api, membantu pengoksidaan lengkap, dan mengurangkan pencemar berbahaya pada sumber seperti CO, NOx, THC, dan jirim zarah.

Bolehkah aditif bahan api menggantikan penukar katalitik?

Walaupun aditif bahan api memberikan cara yang mudah untuk mengurangkan pelepasan secara langsung di dalam enjin, ia mungkin tidak sepenuhnya menggantikan penukar katalitik, yang direka untuk membersihkan gas ekzos dengan lebih lanjut sebelum ia keluar dari kenderaan.

Bagaimana perbaik cetane berfungsi dalam enjin diesel?

Perbaik cetane seperti 2-etilheksil nitrat (EHN) meningkatkan kualiti nyalaan bahan api diesel, membantu bahan api menyala dengan lebih cepat setelah disuntik ke dalam ruang pembakaran, seterusnya mengurangkan masa kelewatan dan memperbaiki keseragaman pembakaran.

Adakah terdapat kompromi apabila menggunakan aditif beroksigen?

Aditif beroksigen secara ketara mengurangkan pelepasan CO dan gas hidrokarbon tetapi boleh menyebabkan peningkatan penghasilan NOx dalam operasi diesel beban tinggi disebabkan oleh suhu pembakaran yang lebih tinggi.