การศึกษาผลการปรับค่าองศาการฉีดเชื้อเพลิง DME ผสมปาล์มไบโอดีเซล ในเครื่องยนต์ดีเซลชนิดห้องเผาไหม้ส่วงหน้า

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการปรับค่าองศาการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงเมื่อใช้เชื้อเพลิง DME ผสมปาล์มไบโอดีเซล ที่มีต่อปรากฏการณ์เผาไหม้และสมรรถนะของเครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็ก ชนิดห้องเผาไหม้ล่วงหน้า เมื่อใช้ชุดขับปั๊มเชื้อเพลิงมาตรฐาน โดยการทดสอบได้ใช้เครื่องยนต์ดีเซลชนิดห้องเผาไหม้ล่วงหน้า Kubota รุ่น RT120 ขนาด 0.624 ลิตร เมื่อใช้ น้ำมันดีเซล น้ำมันปาล์มไบโอดีเซลและน้ำมันปาล์มไบโอดีเซลผสม DME (DME-PME) ในสัดส่วนโดยมวล 40% DME เป็นเชื้อเพลิง เพื่อหาสมรรถนะและบันทึกความดันในกระบอกสูบเพื่อวิเคราะห์ปรากฏการณ์การเผาไหม้ ผลที่ได้จากงานวิจัยนี้ได้แบ่งการนำเสนอออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนแรกเป็นผลการทดสอบเมื่อใช้เพลาลูกเบี้ยวค่าองศาการฉีดเชื้อเพลิงมาตรฐาน STD และส่วนที่สองศึกษาอิทธิพลของการปรับค่าองศาการฉีดเชื้อเพลิงที่มีต่อสมรรถนะและปรากฏการณ์การเผาไหม้ จากการทดสอบเพื่อเปรียบเทียบสมรรถนะโดยใช้น้ำมันดีเซล น้ำมันปาล์มไบโอดีเซลและ DME-PME ในสัดส่วนโดยมวล 40% DME เป็นเชื้อเพลิง เมื่อใช้เพลาลูกเบี้ยวค่าองศามาตรฐาน STD ที่สภาวะภาระสูงสุด พบว่าการใช้ DME-PME ในสัดส่วน 40% DME จะให้ค่าแรงบิดเบรกสูงสุดมีค่าลดต่ำลง แต่มีค่าประสิทธิภาพการเปลี่ยนพลังงานเชื้อเพลิงเพิ่มสูงขึ้น ส่วนผลของการทดสอบสมรรถนะที่สภาวะภาระบางส่วน พบว่าการใช้ DME-PME ในสัดส่วน 40% DME เป็นเชื้อเพลิงจะมีค่าประสิทธิภาพการเปลี่ยนพลังงานเชื้อเพลิงมีต่ำกว่าการใช้ปาล์มไบโอดีเซลและดีเซลในทุกจุดทดสอบ และจากการวิเคราะห์ปรากฏการณ์การเผาไหม้ พบว่าการใช้ DME-PME ในสัดส่วน 40% DME มีจุดเริ่มต้นการฉีดเชื้อเพลิงล่าช้าที่สุด มีผลทำให้ค่าความดันสูงสุดภายในห้องเผาไหม้และงานอินดิเคทมีค่าต่ำสุด และเมื่อพิจารณารูปแบบของอัตราการปล่อยความร้อน พบว่ากรณีน้ำมันดีเซลจะมีลักษณะการเผาไหม้ที่มีความชันของอัตราการปล่อยความร้อนในช่วงเริ่มต้นสูงกว่า DME-PME ในสัดส่วน 40% DME ทำให้การเผาไหม้ในช่วงเริ่มต้นทำได้รวดเร็วกว่าและมีการปล่อยความร้อนสุทธิกับมีค่าสัดส่วนมวลเชื้อเพลิงที่เผาไหม้สูงกว่า ในส่วนของการศึกษาอิทธิพลของการปรับค่าองศาการฉีดเชื้อเพลิง ที่มีต่อเครื่องยนต์เมื่อใช้ DME-PME ในสัดส่วน 40% DME เป็นเชื้อเพลิงที่สภาวะภาระสูงสุด พบว่าการปรับใช้เพลาลูกเบี้ยวเพื่อเพิ่มค่าองศาการฉีดเชื้อเพลิงล่วงหน้า ADV4 มีค่าแรงบิดเบรกสูงสุดใกล้เคียงกับที่ค่าองศาการฉีดเชื้อเพลิงมาตรฐาน และให้ประสิทธิภาพการเปลี่ยนพลังงานเชื้อเพลิงสูงที่สุดในทุกความเร็วรอบ และยังพบว่ามีแนวโน้มลักษณะเดียวกันกับการทดสอบที่สภาวะภาระบางส่วนกล่าวคือ การใช้เพลาลูกเบี้ยวเพื่อเพิ่มค่าองศาการฉีดเชื้อเพลิงล่วงหน้า ADV4 มีค่าประสิทธิภาพการเปลี่ยนพลังงานเชื้อเพลิงสูงที่สุด มีอุณหภูมิไอเสียต่ำที่สุด และจากการวิเคราะห์ปรากฏการณ์การเผาไหม้ พบว่าการใช้เพลาลูกเบี้ยวเพื่อเพิ่มค่าองศาการฉีดเชื้อเพลิงล่วงหน้า ADV4 มีจุดเริ่มต้นการฉีดเชื้อเพลิงเกิดขึ้นเร็วที่สุด และมีปริมาณการฉีดเชื้อเพลิงต่อวัฏจักรที่ต่ำที่สุด มีแนวโน้มให้ค่าความดันภายในห้องเผาไหม้สูงสุดและงานอินดิเคทมีค่าสูงสุด และมีลักษณะการเผาไหม้ที่มีความชันของอัตราการปล่อยความร้อนในช่วงเริ่มต้นสูงทำให้การเผาไหม้ในช่วงเริ่มต้นทำได้รวดเร็วและมีการปล่อยความร้อนสุทธิกับสัดส่วนมวลเชื้อเพลิงที่เผาไหม้มีค่าสูงที่สุด ซึ่งส่งผลสอดคล้องกันกับค่าประสิทธิภาพการเปลี่ยนพลังงานเชื้อเพลิงที่ได้ค่าสูงสุดด้วย ผลการวิจัยสรุปได้ว่า การนำ DME-PME ในสัดส่วน 40%DME มาใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทนกับเครื่องยนต์รุ่นที่ใช้ในการวิจัยนี้จะมีความเหมาะสมและเกิดประโยชน์สูงสุด ถ้ามีการใช้เพลาลูกเบี้ยวเพื่อเปลี่ยนค่าองศาการฉีดเชื้อเพลิงล่วงหน้า ADV4