การตอบสนองของเครื่องยนต์ดีเซลต่อเชื้อเพลิงเอทานอลที่ผสมในน้ำมันดีเซลผสมไบโอดีเซล

มานิดา ทองรุณ, ประทีป ชัยเสริมเทวัญ, ศักดิ์ดา ธงชาย

Abstract


Responses of Diesel Engines to Ethanol Blended in Diesel-Biodiesel Blended Fuels

บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้เอทานอลกับเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยการอัดหรือเครื่องยนต์ดีเซล เพื่อมุ่งเน้นความพร้อมใช้งานในอนาคตอันใกล้ โดยไม่ต้องทำการดัดแปลงหรือปรับแต่งเครื่องยนต์ใด ๆ ทั้งนี้เครื่องยนต์ที่ถูกเลือกใช้ในการทดสอบประกอบด้วยเครื่อง 2 แบบที่มีระบบการฉีดเชื้อเพลิงที่แตกต่างกันคือเครื่องยนต์ที่มีระบบการฉีดเชื้อเพลิงแบบปั๊มกลไกซึ่งเป็นตัวแทนเครื่องยนต์ที่มีการใช้ในอดีตและยังคงพบเห็นในรถยนต์เก่าที่วิ่งอยู่บนท้องถนนปัจจุบันรวมถึงใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องยนต์ทางการเกษตร และเครื่องยนต์ระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบคอมมอมเรลความดันสูงที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเป็นตัวแทนเครื่องยนต์ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันและอนาคต ทั้งนี้เอทานอลจะถูกนำมาใช้ในรูปแบบของการผสมในน้ำมันดีเซลร้อยละ 5 (E5) และ 10 (E10) โดยปริมาตร และเพื่อป้องกันการแยกชั้นของน้ำมันผสมเอทานอล เชื้อเพลิง
ไบโอดีเซลร้อยละ 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

Abstract
This study has investigated the potential in the near future to use ethanol in a compression ignition engine or diesel engine without any engine modification. The selected engines tested are comprised of two types. The first one applies an in-line mechanical pump nozzle type which has been used in the past until now in the old vehicle and extendedly applied in the agricultural engines. The second one uses the high-pressure electronic common rail injection system, which is broadly used in modern diesel vehicles nowadays and in the future. Ethanol was used as the blend in diesel fuel with a concentration of 5 (E5) and 10 % (E10) by volume. To prevent a phase separation, biodiesel 3 (B3), 7 (B7), and 10 % (B10) by volume were added to diesel before adding the ethanol as an emulsifier for the blended fuels. Therefore, three ethanol-diesel-biodiesel blended fuels including B3E5, B7E5, and B10E10 were used in this study. The responses of the engines to the fuel were monitored in terms of torque, thermal efficiency, and exhaust gas emissions which were compared when using diesel B7, the standard diesel fuel in Thailand. The results found that ethanol-blended fuels could be used in both engines which respond to the test fuels in the same trend for almost all indicators. The types of injection systems partially contributed to the effect of ethanol on the engine operation. The use of ethanol-blended fuels, engine torque decreases for both engine types. However, a break thermal efficiency increases in the engine using mechanical pump system but there is no particular trend for the electronic injection system. Oxide of nitrogen and total hydrocarbon increase when using ethanol-diesel-biodiesel blends. The more the ethanol is blended, the higher the amount of nitrogen and total hydrocarbon are emitted from the engine with the mechanical type injection system. However, the engine using electronic injection control is not dependent on the ethanol concentration solely.


Keywords


เอทานอล; ไบโอดีเซล; ดีโซฮอล์; เครื่องยนต์ดีเซล; Ethanol; Biodiesel; Diesohol; Diesel engine

Full Text:

PDF

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2021 วารสารวิชาการปทุมวัน Pathumwan Academic Journal

สถาบันเทคโนโลยีปทุมวัน 833 ถนนพระรามที่ 1 แขวงวังใหม่ เขตปทุมวัน กรุงเทพฯ 10330

โทร 02-104-9099