การศึกษาการใช้น้ำมันปาล์มไบโอดีเซลในเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยการอัดขนาดเล็ก

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อทำการศึกษาผลกระทบจากการใช้น้ำมันปาล์มไบโอดีเซลตามกำหนดของประกาศกรมธุรกิจพลังงาน พ.ศ. 2549 ต่อเครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็ก ชนิดฉีดเชื้อเพลิงโดยตรง โดยแบ่งการวิจัยออกเป็นสามส่วน คือ ส่วนแรกทำการทดสอบเครื่องยนต์บนแท่นทดสอบ ที่สภาวะคงตัวที่ความเร็วรอบคงที่ ระหว่างเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันปาล์มไบโอดีเซลและเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซลที่สภาวะภาระสูงสุด และสภาวะภาระบางส่วน ซึ่งผลการทดสอบที่ได้ เมื่อนำมาปรับค่าเทียบกับอุณหภูมิและความดันบรรยากาศมาตรฐาน พบว่าที่สภาวะภาระสูงสุดแรงบิดเบรก และค่าควันดำของเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันปาล์มไบโอดีเซลมีค่าต่ำกว่าน้ำมันดีเซล ในทุกความเร็วรอบของการทดสอบโดยต่างกันสูงสุด ร้อยละ 7.7 อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะ และอุณหภูมิไอเสียที่ได้จากการใช้น้ำมันปาล์มไบโอดีเซลและน้ำมันดีเซล มีค่าใกล้เคียงกันส่วนที่สภาวะภาระบางส่วนพบว่าอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะ ที่ได้จากการใช้น้ำมันปาล์มไบโอดีเซลมีค่าสูงกว่าทุกจุดทดสอบ ค่าอุณหภูมิไอเสียใกล้เคียงกัน ค่าควันดำในช่วงแรงบิดต่ำมีค่าใกล้เคียงกัน แต่ในช่วงแรงบิดสูงค่าควันดำจากการใช้น้ำมันปาล์มไบโอดีเซลมีค่าต่ำกว่า ส่วนที่สองการทดสอบการเปลี่ยนองศาการฉีดน้ำมันปาล์มไบโอดีเซล ที่องศาการฉีดเชื้อเพลิงล่วงหน้าพบว่าที่สภาวะภาระสูงสุดแรงบิดเบรก อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะ และอุณหภูมิไอเสีย ตลอดย่านความเร็วที่ทำการทดสอบมีค่าสูงที่สุด และองศาการฉีดมาตรฐาน รองลงมาตามลำดับ ที่สภาวะภาระบางส่วนไม่พบความแตกต่างของอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะจากการเปลี่ยนองศาการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง ส่วนที่สามทำการทดสอบความทนทานของเครื่องยนต์จากการใช้งานต่อเนื่องภายใต้สภาวะภาระจำลองเป็นเวลา 500 ชั่วโมง พบว่าสมรรถนะของเครื่องยนต์ที่สภาวะภาระสูงสุดเมื่อใช้น้ำมันปาล์มไบโอดีเซลหลังผ่านการทดสอบความทนทานมีแรงบิดเบรกที่ลดลงร้อยละ 5.4-10.1 อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะมีค่าสูงขึ้นร้อยละ 7.4-20.1 ค่าควันดำมีค่าสูงขึ้น 1.2-2.2 BSN จากการทดสอบความดันเริ่มต้นของหัวฉีดของเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันปาล์มไบโอดีเซลไม่สามารถหาได้ เนื่องจากเกิดการรั่วที่ปลายหัวฉีดก่อนถึงระดับความดันในการเริ่มฉีดที่ระดับเหมาะสม พบปริมาณเขม่าจับตัวหนาที่ปลายหัวฉีด คราบตะกอนสีแดงที่ฝาสูบในเครื่องยนต์ นอกจากนั้นไม่พบความแตกต่างอย่างมีจากการสึกหรอในชิ้นส่วนในเครื่องยนต์ห้องเผาไหม้ และชิ้นส่วนถ่ายทอดกำลังระหว่างเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันปาล์มไบโอดีเซลและเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซล แต่พบปริมาณตะกอนในกระบอกไส้กรองน้ำมันเชื้อเพลิงในปริมาณที่มากกว่า การใช้น้ำมันปาล์มไบโอดีเซลมีผลทำให้น้ำมันหล่อลื่นเสียคุณสมบัติเร็วกว่ากำหนดดังเห็นได้จาก ผลจากการวิเคราะห์น้ำมันหล่อลื่นตลอดช่วงทดสอบความทนทานพบว่า ความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นมีอัตราลดลง และมีค่าน้อยกว่าระดับการเตือนขั้นวิกฤตในชั่วโมงการใช้งานน้ำมันหล่อลื่นที่ 100 และ 110 และพบปริมาณโลหะเหล็ก อลูมิเนียม และโครเมี่ยมตกค้างในน้ำมันหล่อลื่นสูงกว่าการใช้น้ำมันดีเซล สรุปได้ว่าการนำน้ำมันปาล์มไบโอดีเซลมาใช้งานกับเครื่องยนต์ชนิดฉีดเชื้อเพลิงโดยตรง สมรรถนะของเครื่องยนต์ที่ใช้ปาล์ม ไบโอดีเซลด้อยกว่าการใช้น้ำมันดีเซล การทดสอบความทนทานภายใต้สภาวะภาระจำลองพบว่า สมรรถนะที่สภาวะสูงสุดมีค่าด้อยลงอย่างชัดเจน เนื่องจากปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นกับระบบการจ่ายเชื้อเพลิง เช่นการลดลงของความดันเริ่มฉีดของเชื้อเพลิง