民國115年 高考三級 汽車工程 汽車動力機
第4題
柴油車輛行駛時引擎排放的空氣污染物包括粒狀排放污染物和氣狀排 放污染物，目前均有相關後處理器進行污染防制。請說明： 柴油引擎的主要粒狀排放污染物，及其主要防制設…
題目
柴油車輛行駛時引擎排放的空氣污染物包括粒狀排放污染物和氣狀排 放污染物，目前均有相關後處理器進行污染防制。請說明： 柴油引擎的主要粒狀排放污染物，及其主要防制設備和防制原理。（15 分） 柴油引擎的主要氣狀排放污染物，及其主要防制設備和防制原理。（10 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、柴油引擎粒狀排放污染物（particulate matter, PM）主要包括碳微粒（soot，元素碳）、可溶性有機物（soluble organic fraction, SOF，未燃燃油與潤滑油）、硫酸鹽及金屬灰分。粒徑多集中在奈米至微米級，PM2.5 與 PM10 均為管制重點；其生成與燃燒室局部高溫缺氧、燃油霧化不良及潤滑油消耗有關。
- 二、主要防制設備為柴油微粒捕集器（DPF），常搭配柴油氧化觸媒（DOC）。DPF 以壁流式蜂巢陶瓷或碳化矽載體交錯封堵，迫使排氣穿過多孔壁，藉擴散、攔截、慣性撞擊與濾餅形成捕集微粒；壓差升高時進行再生，以高溫將碳粒氧化為 CO2。再生包括被動 NO2 氧化、主動後噴油或燃燒器升溫，須控制溫度避免載體熱應力裂損。
- 三、柴油引擎氣狀排放污染物主要有氮氧化物（NOx，以 NO 與 NO2 為主）、一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、二氧化硫（SO2）及少量醛類。柴油燃燒為稀薄燃燒，CO 與 HC 通常較汽油機低，但高溫高壓與富氧造成 NOx 生成；硫分則影響硫酸鹽微粒與觸媒劣化。
- 四、NOx 主要以後處理控制：SCR 噴入尿素水溶液，分解產生 NH3，在觸媒上將 NOx 還原為 N2 與 H2O；LNT 則先氧化吸附 NOx，再於濃混合氣短暫再生還原。CO 與 HC 由 DOC 氧化為 CO2 與 H2O；部分工況並以廢氣再循環（EGR）降低燃燒溫度，從源頭抑制 NOx。
- 五、系統整合上，DOC 置於 DPF 前可提高 NO2 生成與被動再生能力，SCR 或 LNT 依車型與法規需求配置；須以溫度感測器、壓差感測器與 NOx 感測器閉環控制，並考慮低溫起動、硫中毒、尿素結晶與灰分堵塞。防制策略應兼顧粒狀物與 NOx 的取捨（trade-off），避免只降低一項而惡化另一項。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。