การศึกษาขีดจำกัดการเผาไหม้ที่ส่วนผสมบางในเครื่องยนต์ เอส ไอ สองจังหวะ

Abstract

การศึกษาขีดจำกัดการเผาไหม้ที่ส่วนผสมบางในเครื่องยนต์ เอส ไอ สองจังหวะนี้ได้ดำเนินการศึกษาและทดสอบกับเครื่องยนต์ Daihatsu รุ่ง ZM-9XK ขนาด 356 cc โดยแบ่งงานวิจัยออกเป็น 3 ส่วนคือ ส่วนที่หนึ่ง ทดสอบสมรรถนะและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ OEM ด้วยน้ำมันเบนซิน ออกเทน 91 ส่วนที่สอง ทดสอบหาขีดจำกัดการเผาไหม้ที่ส่วนผสมบางของเครื่องยนต์ ในเชิงสมรรถนะและเสถียรภาพที่ส่วนผสมบาง โดยใช้ระบบจ่ายเชื้อเพลิงด้วยหัวฉีด ซึ่งควบคุมปริมาณการจ่ายเชื้อเพลิงด้วยการควบคุมขนาดของ Duty cycle และส่วนที่สาม นำผลทดสอบของส่วนที่หนึ่งและส่วนที่สองมาวิเคราะห์และเปรียบเทียบผลในเชิงสมรรถนะและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง อีกทั้งยังได้จำลองการใช้เครื่องยนต์เพื่อขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Electric generator) เป็นกรณีศึกษาเพื่อเปรียบเทียบศักยภาพในเชิงการประหยัดเชื้อเพลิง ผลทดสอบเครื่องยนต์ทั้งหมดถูกแก้ไขตาม AS 2789.1-1985 ก่อนที่นำไปวิเคราะห์และเปรียบเทียบ พบว่าเครื่องยนต์ OEM มีประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงสุด 18.7% และอัตราส่วนเชื้อเพลิงอากาศสมมูลต่ำสุด = 1.31 โดยที่เครื่องยนต์มีเสถียรภาพ ส่วนที่สอง หลังจากใช้ชุดหัวฉีดทำให้เครื่องยนต์มีประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงสุด 21.68% และอัตราส่วนเชื้อเพลิงอากาศสมมูลต่ำสุด = 0.93 จากผลของทั้งสองส่วน พบว่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงขึ้นในช่วงตั้งแต่ 2.35% ถึง 75.1% และเครื่องยนต์สามารถจ่ายเชื้อเพลิงได้น้อยลงจาก OEM จากการจำลองการใช้เครื่องยนต์เพื่อขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตามเงื่อนไขการเลือกจุดทำงานที่เครื่องยนต์ให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงสุด พบว่าสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้สูงถึง 5.361 kW และเมื่อพิจารณาในเชิงการประหยัดเชื้อเพลิงเทียบกับเครื่องยนต์ OEM ที่จุดทำงานเดียวกัน พบว่าเครื่องยนต์ที่ทำงานด้วยส่วนผสมบางสามารถให้การประหยัดเชื้อเพลิง ได้ถึง 15.13% เมื่อเทียบกับเครื่องยตน์ OEM โดยที่กำลังเครื่องยนต์ไม่ลดลงมากนัก