สมรรถนะมลพิษและคุณลักษณะการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ดีเซลที่ใช้น้ำมันดีเซลและก๊าซชีวมวลเป็นเชื้อเพลิงร่วม

Abstract

ก๊าซชีวมวลเป็นพลังงานทดแทนรูปแบบหนึ่งที่มีการใช้งานในเครื่องยนต์เป็นเวลานานแล้ว แต่การวิจัยเกี่ยวกับคุณลักษณะการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ ซึ่งมีประโยชน์ต่อการพัฒนาเครื่องยนต์ยังมีอยู่น้อยมาก งานวิจัยนี้จึงเน้นการศึกษาคุณลักษณะการเผาไหม้และมลพิษจากไอเสียของเครื่องยนต์ดีเซลที่ใช้ก๊าซชีวมวลร่วมกับน้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิง โดยได้ทดสอบกับเครื่องยนต์ดีเซลสูบเดียวแบบฉีดเชื้อเพลิงโดยตรง ที่ได้รับการติดตั้งชุดอุปกรณ์วัดแรงดันในกระบอกสูบเชื่อมต่อกับเตาผลิตก๊าซชีวมวลแบบไหลลงชนิดสองคอคอดขนาด 50 กิโลวัตต์ความร้อน ที่ใช้ถ่านไม้เป็นเชื้อเพลิง ทดสอบที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์คงที่ 1,500 รอบต่อนาที ที่ภาระความดันยังผลเฉลี่ยเบรก 0–715.8 kPa โดยปรับสัดส่วนก๊าซชีวมวลให้ทดแทนน้ำมันดีเซลให้ได้สูงสุดที่แต่ละภาระ การศึกษาพบว่าก๊าซชีวมวลสามารถทดแทนน้ำมันดีเซลได้สูงสุดร้อยละ 71.15 ที่ภาระความดันยังผลเฉลี่ยเบรก 501 kPa เมื่อพิจารณาก๊าซไอเสียพบว่า การใช้เชื้อเพลิงร่วมทำให้ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์สูงขึ้นทุกช่วงภาระ ในขณะที่ออกไซด์ของไนโตรเจนลดลง 30–350 ส่วนในล้านส่วน การวิเคราะห์คุณลักษณะการเผาไหม้ในกระบอกสูบพบว่า เมื่ออัตราการทดแทนน้ำมันดีเซลเพิ่มขึ้น จะทำให้ช่วงล่าช้าในการจุดระเบิดมากขึ้นและที่อัตราการทดแทนน้ำมันดีเซลสูงสุด มีช่วงล่าช้าในการจุดระเบิดเพิ่มขึ้นประมาณ 2-5 องศา เพลาข้อเหวี่ยงและความดันสูงสุดในกระบอกสูบลดลง 10-15 บาร์