อิทธิพลของน้ำมันเบนซินที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงร่วมในเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยการอัด Influence of Gasoline Dual Fuel on a Compression Ignition Engine

Abstract

ปัญหาทางด้านมลพิษที่ออกมาจากยานยนต์และความไม่สมดุลในด้านปริมาณการใช้เชื้อเพลิงดีเซลและเบนซิน ทำให้เกิดแนวคิดและงานวิจัยในการนำเชื้อเพลิงเบนซินมาประยุกต์ใช้ในเครื่องยนต์ดีเซล งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาผลกระทบของการใช้น้ำมันเบนซินเป็นเชื้อเพลิงร่วมที่สัดส่วนต่าง ๆ ต่อสมรรถนะ ประสิทธิภาพ ปริมาณสารมลพิษ ตลอดจนคุณลักษณะการเผาไหม้ในเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยการอัด การทดสอบกระทำในเครื่องยนต์ดีเซลสูบเดียว สี่จังหวะ โดยน้ำมันดีเซลจะถูกฉีดตรงเข้าไปในกระบอกสูบด้วยระบบฉีดเชื้อเพลิงความดันสูงแบบรางร่วมที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ ในขณะที่น้ำมันเบนซินที่สัดส่วนร้อยละ 10, 20, 30, 40, 50 และ 60 ของค่าพลังงาน จะถูกฉีดเข้าไปในท่อไอดีด้วยหัวฉีดความดันต่ำที่ 3 บาร์เพื่อให้เกิดการระเหยและผสมกับอากาศเป็นเนื้อเดียวกันก่อนเข้าสู่ห้องเผาไหม้ ทั้งนี้ผลการทดสอบทั้งหมดจะถูกเปรียบเทียบกับค่าที่ได้ในกรณีที่เครื่องยนต์ทำงานด้วยน้ำมันดีเซลแบบปกติ ผลการทดสอบพบว่าการใช้น้ำมันเบนซินเป็นเชื้อเพลิงร่วมส่งผลให้ แรงบิด กำลัง ค่าความดันยังผลเฉลี่ยและประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเครื่องยนต์มีค่าเพิ่มสูงขึ้นมากกว่าเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซลปกติ โดยร้อยละการเพิ่มขึ้นจะขึ้นอยู่กับสัดส่วนของน้ำมันเบนซินที่ใช้ อย่างไรก็ตามเมื่อมีการใช้น้ำมันเบนซินเพิ่มสูงขึ้น ค่าสมรรถนะและประสิทธิภาพจะมีแนวโน้มคงที่และลดลง และเครื่องยนต์เกิดการน็อกในที่สุด สำหรับปริมาณสารมลพิษ การใช้น้ำมันเบนซินเป็นเชื้อเพลิงร่วมที่สัดส่วนต่ำสามารถลดปริมาณ คาร์บอนมอนอกไซด์ ออกไซด์ของไนโตรเจน สารประกอบไฮโดรคาร์บอนและควันดำได้เป็นอย่างดี ในขณะที่คุณลักษณะการเผาไหม้ของการใช้น้ำมันเบนซินเป็นเชื้อเพลิงร่วมบ่งชี้ถึงการลดลงของช่วงล่าช้าในการจุดระเบิด และการเพิ่มขึ้นของอัตราการปลดปล่อยพลังงานความร้อนในช่วงการเผาไหม้สารผสมที่ผสมไว้ก่อนแล้วอย่างชัดเจน

An air pollution problem from automobiles and an unbalanced problem of petroleum fuel consumption between gasoline and diesel have led the researches to apply gasoline in the compression ignition engine. This study investigated the effects of gasoline as the dual fuel on the performance, efficiency, exhaust gas emission and combustion characteristic of a compression ignition engine. A single-cylinder diesel engine had been used throughout the experiment. Diesel fuel was injected directly into the combustion chamber by means of the electronic high-pressure common rail injection system while gasoline (10, 20, 30, 40, 50 and 60 % by energy) was injected into the intake port by a port fuel injection at 3 bars. Gasoline was allowed to evaporate and mix with the air homogeneously before entering into the chamber. Conventional diesel combustion was also tested for the reference. The results found that when using gasoline dual-fuel torque, power, brake mean effective pressure and thermal efficiency increase with the percentage of gasoline. However, with the higher amount of gasoline ratio the performance and efficiency decrease. Finally, the knock has occurred. For exhaust emissions, a small amount of gasoline could reduce CO, THC, NO_X and soot simultaneously. Combustion characteristic indicated the short ignition delay and the higher heat release rate during the premixed combustion period when gasoline dual fuel was applied in the diesel engine.

Keywords

การใช้เชื้อเพลิงร่วม; น้ำมันเบนซิน; น้ำมันดีเซล; คุณลักษณะการเผาไหม้

Dual fuel; Gasoline; Diesel; Combustion characteristic