Page Header

Influence of Injection Timing on Performance, Combustion and Emission Characteristics from Diesel Engine Fueled with Diesel-plastic Pyrolysis Oil Blends

Anucha Krutthaphan, Wantana Chaowasin, Kampanart Theinnoi, Chonlakarn Wongkhorsub


งานวิจัยนี้เพื่อศึกษาอิทธิพลขององศาการฉีดของน้ำมันเชื้อเพลิงที่เหมาะสมสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลที่ใช้น้ำมันไพโรไลซิสจากพลาสติกเป็นเชื้อเพลิง น้ำมันไพโรไลซิสถูกกลั่นในกรบวนการโดยไม่ผ่านการปรับแต่งคุณภาพ อัตราส่วนน้ำมันดีเซล (B7) ผสมกับน้ำมันไพโรไลซิสที่ 50:50, 60:40, 70:30, 80:20 และ 90:10 โดยนำมาทดสอบความเร็วรอบ 1,500 รอบต่อนาที และภาระงานของเครื่องยนต์ 50% คงที่ โดยทำการปรับเปลี่ยนองศาการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงที่ -15.5, -16.5 และ -17.5 องศาเพลาข้อเหวี่ยง (Crank Angle Degree, CAD) เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมของเครื่องยนต์ โดยงานวิจัยพบว่า เมื่ออัตราส่วนผสมน้ำมันไพโรไลซิสในน้ำมันเชื้อเพลิงดีเซลที่สูงขึ้นสำหรับเครื่องยนต์ที่ไม่ได้ปรับแต่ง ส่งผลให้เกิดความล่าช้าในการฉีดของน้ำมันผสม ดังนั้นการปรับตั้งการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงที่ -16.5 องศาเพลาข้อเหวี่ยง (CAD) ช่วยปรับปรุงการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงผสมน้ำมันไพโรไลซิสให้ดีขึ้น โดยที่อัตราส่วนผสมของน้ำมันไพโรไลซิสผสมดีเซลที่ 60:40 เป็นอัตราส่วนเหมาะสมที่สุด โดยพิจาณาจากประสิทธิภาพการเผาไหม้สูงขึ้น และมีอัตราความสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงจำเพาะที่ดีที่สุด โดยการปลดปล่อยมลพิษที่ลดลง ดังนั้นการปรับแต่งองศาการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับน้ำมันไพโรไลซิสที่มีอัตราส่วนผสมจึงมีความจำเป็นเพื่อให้เครื่องยนต์มีประสิทธิภาพสูงสุด

The objective of this research is to study the influence of the injection timing of plastic pyrolysis oil fuel blended with diesel-B7 that is suitable for diesel engine. The plastic pyrolysis oil was processes by a commercial plant oil without any fuel additive. The experiment fuels were the blend of diesel-B7 and pyrolysis oil at the ratio of 50 : 50, 60 : 40, 70 : 30, 80 : 20 and 90 : 10. The research condition were operated by a single cylinder diesel engine, at 50% load of the maximum workload, engine speed at 1,500 rpm. In addition, the injection timing were varied at –15.5, –16.5 and –17.5 Crank Angle Degree (CAD) in order to obtain the optimum injection timing for blended fuel. The result showed that the ratio of pyrolysis oil effects the ignition delay. Therefore, the adjustment of injection timing at –16.5 CAD enhances the combustion performance. The 60 : 40 fuel blended is the most suitable blended ratio for the engine performance by considering the combustion performance and the Brake specific fuel consumption; the emission is also reduced. Consequently, the injection timing adjustment is necessary to obtain best engine performance.


[1] Pollution Control Department. (2018). Thailand State of Pollution Report 2018. Ministry of Natural Resources and Environment. Bangkok, Thailand [Online]. (in Thai). Available: http://www.pcd.

[2] S. D. A. Sharuddin, F. Abnisa, W. M. W. Daud, and M. K. Aroua, “A review on pyrolysis of plastic wastes” Energy Conversion and Management, vol. 115, pp. 308–326, 2016.

[3] C. Wongkhorsub and N.Chindaprasert, “A comparison of the use of pyrolysis oils in diesel engine,” Energy and Power Engineering, 2013, 5, pp. 350–355.

[4] I. Kalargaris, G. Tian, and S. Gu, “Combustion performance and emission analysis of a DI diesel engine using plastic pyrolysis oil,” Fuel Processing Technology, vol. 157, pp. 108–115, 2017.

[5] Energy Policy and Planning office (EPPO). Waste plastic pyrolysis oil support policy guideline. Ministry of Energy. Bangkok, Thailand [Online]. (in Thai). Available: http://www. epposite/index.php/th/petroleum/biofuel/ oil-garbage

[6] M. Mania and G. Nagarajan, “Influence of injection timing on performance, emission and combustion characteristics of a DI diesel engine running on waste plastic oil,” Energy, vol. 34, no. 10, pp. 1617–1623, 2009.

[7] R. Miandad, M. A. Barakat, A. S. Aburiazaiza, M. Rehan, I. M. I., and A. S. Nizami, “Effect of plastic waste types on pyrolysis liquid oil” International Biodeterioration & Biodegradation, vol. 119, pp. 239–252, 2017.

[8] J. Devaraj, Y. Robinson, and P.Ganapathi, “Experimental investigation of performance, emission and combustion characteristics of waste plastic pyrolysis oil blended with diethyl ether used as fuel for diesel engine,” Energy, vol. 85, pp. 304–309, 2015.

[9] YANMAR. (2005). LV series OPERATION MANUAL. Yanmar Co., Ltd. Japan [online]. Available: Yanmar-LV-100-Use-Manual.pdf

[10] N. Sirisawat, P. Thaiyasuit, and K. Pianthong, “Combustion characteristic and performance of small CI engine using palm biodiesel-ethanol blend as fuels” UBU Engineering Journal, vol. 8, no. 1, 2015 (in Thai).

[11] S. Maithomklang, T. Henkeaw, S. Tessungnern, E. Sukji, and A. Maneedang “Engine performance and emissions of microemulsion-based from waste plastic oil and hydrous ethanol,” in Proceedings 14th Conference On Energy Network of Thailand (E-NETT), 2018, pp. 762– 769 (in Thai).

[12] A. S. Ramadhas, C. Muraleedharan, and S. Jayaraj, “Performance and emission evaluation of a diesel engine fueled with methyl esters of rubber seed oil,” Renewable Energy, vol. 30, no. 12, pp. 1789–1800, 2005.

[13] S. Peanprasit, N. Chindaprasert, C. Wongkhorsub, P. Sankasem, and P. Tinprabath, “The comparison of the alternative fuel properties at low temperatures,” in Proceedings the 8th RMUTP ICON SCI Conference, 2017, pp. 154 (in Thai).

Full Text: PDF

DOI: 10.14416/j.kmutnb.2021.11.002

ISSN: 2985-2145