การศึกษาผลของปริมาณออกซิเจนในไอเสีย ต่อสมรรถนะและมลภาวะของเครื่องยนต์ เมื่อใช้น้ำมันเบนซินผสมสารออกซิเจนเนต

Abstract

ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาผลของปริมาณออกซิเจนในไอเสียต่อสมรรถนะและมลภาวะของเครื่องยนต์เมื่อใช้น้ำมันมาตรฐาน G100และน้ำมันเบนซินผสมสารออกซิเจนเนต อันได้แก่ GE05, GE10, GE15, GM05, GM10 และ CM15 ตามลำดับเป็นเชื้อเพลิง การทดสอบกระทำโดยใช้เครื่องยนต์ TOYOTA Model 4A-FE ขนาด 1600 ซีซี ที่ติดตั้งบนแท่นไดนาโมมิเตอร์ด้วยโหมดการทำงานของระบบควบคุมที่ Constant Speed Mode การทดสอบกระทำที่สภาวะการจำลองการทำงานของเครื่องยนต์ที่ติดตั้งบนรถยนต์ TOYOTA CORONA เมื่อเคลื่อนที่โดยใช้เกียร์ 4 บนถนนราบด้วยอัตราเร็วคงที่ 9 ค่า โดยแบ่งการทดสอบออกได้เป็น 3 ส่วน ส่วนแรกเป็นการทดสอบหาสมรรถนะและมลภาวะของเครื่องยนต์ OEM TOYOTA 4A-FE ส่วนที่สองเป็นการหาสมรรถนะและมลภาวะของเครื่องยนต์ TOYOTA 4A-FE เมื่อปรับแปรปริมาณออกซิเจนในไอเสีย พร้อมหาปริมาณออกซิเจนในไอเสียที่ให้ค่า Thermal Efficiency สูงที่สุดที่จะเป็นไปได้ในทางปฏิบัติ (Normalized Peas Oxygen) ส่วนที่สามเป็นการนำผลในส่วนที่สองมาเปรียบเทียบกับผลการทดสอบเครื่องยนต์ OEM TOYOTA 4A-FE จากผลการวิเคราะห์ในส่วนแรกพบว่าน้ำมันเบนซินที่ผสมสาวออกซิเจนเนตให้ค่า Brake Torque ที่ต่ำกว่าน้ำมันเบนซินมาตราฐาน (G100) และให้ค่า Specific Co2, สูงกว่าน้ำมันเบนซินมาตรฐาน ผลการวิเคราะห์ยังแสดงให้เห็นว่าการผสม Ethanol ในน้ำมันเบนซินมีผลทำให้ Specific CO และ Specific Co2 สูงกว่าการผสม MTBE ในน้ำมันเบนซิน จากผลการวิเคราะห์ในส่วนที่สองแสดงให้เห็นว่าปริมาณออกซิเจนในไอเสียมีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ เมื่อปริมาณออกซิเจนในไอเสียเพิ่มขึ้น (ไม่เกิน 0.7% vol.) จะมีผลทำให้ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์มีค่าเพิ่มสูงขึ้นและมีผลทำให้ปริมาณมลพิษจากเครื่องยนต์มีค่าลดลง ผลการทดสอบเครื่องยนต์ที่ปรับแปรปริมาณออกซิเจนในไอเสียได้ ถูกนำมาวิเคราะห์หา Normalized Peak Oxygen ในไอเสียที่ให้ค่าประสิทธิภาพสูงสุดที่เป็นไปได้ในทางปฏิบัติ ในส่วนที่สามเป็นการเปรียบเทียบการทดสอบเครื่องยนต์ที่ปรับปริมาณออกซิเจนในใจเสียกับผลการทดสอบเครื่องยนต์ OEM พบว่าเครื่องยนต์ที่มีการปรับให้มีค่า Normalized Peak Oxygen ในไอเสียให้ประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องยนต์ OEM ในทุก ๆ ความน่ารอบ โดยเฉพาะที่ความเร็วรอบของเครื่องยนต์สูงกว่า 2000 rev/min ซึ่งผลการทดสอบน้ำมันเบนซินผสมสารออกซิเจนเนตทั้งหมดให้ผลไปในแนวทิศทางเดียวกัน โดยประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ที่ปรับให้มี Normalized Peak Oxygen ในไอเสียมีค่าสูงกว่าประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ OEM สูงสุดถึงร้อยละ 6.7