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石墨烯與氮化硼複合奈米機油應用於機車之性能研究
(2023) 林昕弘; LIN, Hsin-Hung
本研究選用親油性奈米石墨烯（Gr）搭配奈米氮化硼（BN）添加入SAE 10W-40機油中，製備成各式重量百分濃度之石墨烯與氮化硼複合奈米機油（GBHNEO），因研究規劃使其總重量百分濃度不變皆為0.03 wt.%，接續進行基礎量測及實車實驗，目的為探討GBHNEO（編號1至4）、純奈米Gr機油及原廠機油三項油品，於沉降、磨潤、黏度、熱傳導及比熱等五項基礎量測中提升多少助益；以及實車實驗中能源效率、廢氣污染物及粒狀污染物排放之影響。研究結果證實因協同效應之影響，奈米Gr及奈米BN兩者材料之搭配使用，製備成GBHNEO後，相較原廠機油亦或是純奈米Gr 機油（Gr 0.03 wt.%），展現出更佳之基礎特性。五項基礎量測結果得知，沉降試驗顯示，編號1（Gr 0.006 wt.% + BN 0.024 wt.%）保有最為優異之抗沉降；磨潤試驗顯示，編號2（Gr 0.012 wt.% + BN 0.018 wt.%）相較於基準值原廠機油改善率最佳達25 %；黏度試驗顯示，以編號2於規劃之50 °C及70 °C兩溫度階段展現最為優異；熱傳導係數試驗顯示，編號2相較於基準值原廠機油改善率提升2 %；比熱試驗顯示，編號4（Gr 0.024 wt.% + BN 0.006 wt.%）相較基準值原廠機油提升35.5 %。最終，五項基礎量測指標中，得出初步結論為各式濃度比例之複合奈米機油，其展現皆勝過原廠機油亦或是純奈米Gr機油。於基礎量測中評選最佳濃度比例編號2投入實車實驗中，對其用於實車上之性能展現進行探究，發現編號2於ECE-40及定速行車型態模擬中，皆展現相較原廠機油更佳之能源效率，平均提升達8.58 %。引擎燃燒後產生之廢氣汙染物，除平路行車型態模擬中 CO2增加7.43 %，其餘皆呈現下降之趨勢。行車型態模擬中；粒狀汙染物（particulate matter, PM）排放於ECE-40、定速、平路及爬坡行車型態模擬中，則依序有10 %、10 %、18 %及6.5 %之減少改善。