การตอบสนองของเครื่องยนต์ดีเซลต่อเชื้อเพลิงเอทานอลที่ผสมในน้ำมันดีเซลผสมไบโอดีเซล

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้เอทานอลกับเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยการอัดหรือเครื่องยนต์ดีเซล เพื่อมุ่งเน้นความพร้อมใช้งานในอนาคตอันใกล้ โดยไม่ต้องทำการดัดแปลงหรือปรับแต่งเครื่องยนต์ใด ๆ ทั้งนี้เครื่องยนต์ที่ถูกเลือกใช้ในการทดสอบประกอบด้วยเครื่อง 2 แบบที่มีระบบการฉีดเชื้อเพลิงที่แตกต่างกันคือเครื่องยนต์ที่มีระบบการฉีดเชื้อเพลิงแบบปั๊มกลไกซึ่งเป็นตัวแทนเครื่องยนต์ที่มีการใช้ในอดีตและยังคงพบเห็นในรถยนต์เก่าที่วิ่งอยู่บนท้องถนนปัจจุบันรวมถึงใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องยนต์ทางการเกษตร และเครื่องยนต์ระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบคอมมอมเรลความดันสูงที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเป็นตัวแทนเครื่องยนต์ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันและอนาคต ทั้งนี้เอทานอลจะถูกนำมาใช้ในรูปแบบของการผสมในน้ำมันดีเซลร้อยละ 5 (E5) และ 10 (E10) โดยปริมาตร และเพื่อป้องกันการแยกชั้นของน้ำมันผสมเอทานอล เชื้อเพลิงไบโอดีเซลร้อยละ 3 (B3), 7 (B7) และ 10 (B10) โดยปริมาตรจะถูกนำมาผสมในน้ำมันดีเซลก่อนการผสมเอทานอลเพื่อใช้เป็นตัวประสานในน้ำมันผสม รวมเป็นน้ำมันทดสอบที่ผสมเอทานอล-ดีเซล-ไบโอดีเซลทั้งสิ้น 3 ชนิดคือ B3E5, B7E5 และ B10E10 สำหรับศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้งานโดยศึกษาจากพฤติกรรมการตอบสนองของเครื่องยนต์ต่อน้ำมันด้วยค่าแรงบิด ประสิทธิภาพเชิงความร้อน และปริมาณสารมลพิษ โดยทำการเปรียบเทียบกับน้ำมันดีเซลที่ผสมไบโอดีเซลร้อยละ 7 (B7) ซึ่งเป็นน้ำมันดีเซลพื้นฐานของประเทศ ผลการทดสอบพบว่า เครื่องยนต์ทั้งสองชนิดสามารถใช้เชื้อพลิงผสมเอทานอลได้ โดยเครื่องยนต์ทั้งสองตอบสนองต่อการใช้น้ำมันที่มีเอทานอลเป็นส่วนผสมไปในทิศทางเดียวกันเป็นส่วนมาก ในขณะที่ชนิดของระบบการฉีดเชื้อเพลิงส่งผลต่ออิทธิพลของเอทานอลต่อการทำงานของเครื่องยนต์ในบางส่วนคือ ค่าแรงบิดเมื่อใช้น้ำมันที่มีเอทานอลมีค่าลดลงในเครื่องยนต์ทั้งสองแบบ ในขณะที่ค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนมีค่าเพิ่มขึ้นสำหรับเครื่องยนต์หัวฉีดกลไก แต่ไม่มีแนวโน้มของการเปลี่ยนแปลงในเครื่องยนต์หัวฉีดอิเล็กทรอนิกส์ ปริมาณออกไซด์ของไนโตรเจนและไฮโดรคาร์บอนมีค่าเพิ่มขึ้น โดยที่เครื่องยนต์หัวฉีดแบบปั๊มกลไกเพิ่มขึ้นตามปริมาณของเอทานอลที่เพิ่มขึ้น ในขณะที่เครื่องยนต์หัวฉีดอิเล็กทรอนิกส์ไม่ได้แปรผันตามปริมาณเอทานอลแต่เพียงอย่างเดียว