การวิเคราะห์เปรียบเทียบการเผาไหม้เและสมรรถนะของน้ำมันปาล์มดิบ น้ำมันปาล์มโอลีอินและน้ำมันดีเซล ในเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยการอัดขนาดเล็ก

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ที่จะศึกษาผลของเชื้อเพลิงน้ำมันปาล์มดิบและน้ำมันปาล์มโอลีอินต่อปรากฏการณ์การเผาไหม้และสมรรถนะของเครื่องยนต์เปรียบเทียบกับเชื้อเพลิงน้ำมันดีเซล และศึกษาผลของค่าองศาการฉีดเชื้อเพลิงต่อการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ โดยทดสอบกับเครื่องยนต์ Kubota รุ่น RT 140 DI งานวิจัยแบ่งเป็น 3 ส่วน กล่าวคือ ส่วนแรกเป็นการทดสอบบนแท่นทดสอบและวิเคราะห์การเผาไหม้จากข้อมูลความดันในห้องเผาไหม้ของเชื้อเพลิงทั้งสามชนิด โดยมีการปรับองศาการฉีดเชื้อเพลิงเฉพาะในกรณีของการทดสอบด้วยน้ำมันปาล์มดิบและน้ำมันปาล์มโอลีอินพบว่า การฉีดเชื้อเพลิงล่วงหน้าจะทำให้ความดันในห้องเผาไหม้สูงสุดมีค่าสูงที่สุดและต่ำลงเมื่อฉีดเชื้อเพลิงล่าช้ามากขึ้น ในการเปลี่ยนแปลงองศาการฉีดเชื้อเพลิงจะทำให้ทั้งอัตราการปล่อยความร้อนสูงสุด การปล่อยความร้อนสุทธิ และสัดส่วนมวลของเชื้อเพลิงที่เผาไหม้มีค่าเปลี่ยนแปลงไป อีกทั้งช่วงล่าช้าในการจุดระเบิดจะมีแนวโน้มสั้นลงและช่วงการเผาไหม้จะมีแนวโน้มยาวขึ้นเมื่อองศาการฉีดเชื้อเพลิงล่าช้ามากขึ้น ส่วนที่สองเป็นการพิจารณาหาองศาการฉีดเชื้อเพลิงที่เหมาะสมของน้ำมันปาล์มดิบและน้ำมันปาล์มโอลีอิน โดยพิจารณาจากอัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะและประสิทธิภาพการเปลี่ยนพลังงานเชื้อเพลิงเบรกร่วมกับความถี่จากการใช้งานตามมาตรฐานการทดสอบ ESC Test Cycle พบว่า องศาการฉีดเชื้อเพลิงมาตรฐานเป็นองศาการฉีดเชื้อเพลิงที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเชื้อเพลิงทั้งสองชนิด ซึ่งผลจากการวิเคราะห์การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงทั้งสามที่องศาการฉีดเชื้อเพลิงมาตรฐานพบว่า จุดเริ่มต้นการฉีดเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซลล่าช้ากว่าน้ำมันปาล์มดิบและน้ำมันปาล์มโอลีอิน อัตราการปล่อยความร้อนสูงสุด การปล่อยความร้อนสุทธิ และสัดส่วนมวลของเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ของเชื้อเพลิงน้ำมันปาล์มดิบและน้ำมันปาล์มโอลีอินมีค่าต่ำกว่าน้ำมันดีเซล โดยที่ภาระต่ำ ความดันในห้องเผาไหม้สูงสุดของเชื้อเพลิงน้ำมันปาล์มดิบและน้ำมันปาล์มโอลีอินสูงกว่าน้ำมันดีเซล ส่วนที่ภาระสูงจะเป็นไปในทางตรงกันข้าม ส่วนที่สามเป็นการทดสอบสมรรถนะบนแท่นทดสอบ โดยใช้องศาการฉีดเชื้อเพลิงที่เหมาะสม(ค่ามาตรฐานจากผู้ผลิต) พบว่า แรงบิดเบรกสูงสุดที่น้ำมันปาล์มโอลีอินสามารถทำได้มีค่าใกล้เคียงกับน้ำมันดีเซล ส่วนน้ำมันปาล์มดิบจะได้แรงบิดต่ำกว่าประมาณ 3.6% อัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะที่ได้จากการใช้เชื้อเพลิงน้ำมันปาล์มดิบและน้ำมันปาล์มโอลีอินมีค่าใกล้เคียงกันแต่มีค่าสูงกว่าน้ำมันดีเซล ค่าประสิทธิภาพการเปลี่ยนพลังงานเชื้อเพลิงเบรกที่สูงสุดของน้ำมันปาล์มดิบและน้ำมันปาล์มโอลีอินต่ำกว่าของน้ำมันดีเซล อุณหภูมิไอเสียจากการใช้น้ำมันปาล์มดิบและน้ำมันปาล์มโอลีอินมีค่าสูงกว่าน้ำมันดีเซล ส่วนค่าควันดำของน้ำมันปาล์มดิบมีค่าสูงกว่ากรณีน้ำมันดีเซลและน้ำมันปาล์มโอลีอินเล็กน้อย ผลการวิจัยนี้สรุปได้ว่า เชื้อเพลิงน้ำมันปาล์มดิบและน้ำมันปาล์มโอลีอินสามารถนำมาใช้ทดแทนน้ำมันดีเซลได้ และพบว่าหากนำเครื่องยนต์รุ่นที่ใช้ในการวิจัยนี้ไปใช้ในงานทั่วไปนั้น องศาการฉีดเชื้อเพลิงมาตรฐานจะเป็นองศาการฉีดเชื้อเพลิงที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเชื้อเพลิงน้ำมันปาล์มทั้งสองชนิด