การวิจัยและพัฒนาหาจุดเหมาะสมในการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซลในการเกษตรแบบฉีดเชื้อเพลิงโดยตรงเพื่อใช้น้ำมันตะคร้อเป็นเชื้อเพลง

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อวิจัยและพัฒนาหาจุดเหมาะสมในการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซลในการเกษตรแบบฉีดเชื้อเพลิงโดยตรง เพื่อใช้น้ำมันตะคร้อเป็นเชื้อเพลิง โดยทำการทดสอบกับเครื่องยนต์ KUBOTA DI 100 Plus เป็นเครื่องยนต์ดีเซลรอบต่ำ 4 จังหวะ 1 สูบแบบนอน ความจุกระบอกสูบ 547 ซีซี ขนาด 10 แรงม้า และทำการปรับแต่งเครื่องยนต์โดยปรับตำแหน่งการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงที่ 15, 17 และ 19 องศาก่อนศูนย์ตายบน และปรับแรงดันหัวฉีดที่ 220 และ 240 บาร์ โดยใช้น้ำมันเชื้อเพลิงที่มีอัตราส่วนผสมระหว่างน้ำมันตะคร้อที่ไม่ผ่านการปรับปรุงคุณภาพต่อน้ำมันดีเซล 0 : 100, 10 : 90, 20 : 80, 30 : 70, 40 : 60 และ 50 : 50 โดยปริมาตร ซึ่งติดตั้งกับไดนาโมมิเตอร์แบบไฮดรอลิกเบรก เพื่อทดสอบสมรรถนะและอัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงเปรียบเทียบกับการใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิง และนำจุดเหมาะสมที่ดีที่สุดไปปรับแต่งเครื่องยนต์เพื่อทดสอบหาอัตราการสึกหรอของชิ้นส่วนภายในเครื่องยนต์โดยรับภาระด้วยการสูบน้ำเป็นเวลา 500 ชั่วโมง การทดสอบสมรรถนะและอัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์พบว่า ที่ตำแหน่งการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง 17 องศาก่อนศูนย์ตายบน แรงดันหัวฉีดที่ 220 บาร์ และใช้น้ำมันเชื้อเพลิงที่มีอัตราส่วนผสมระหว่างน้ำมันตะคร้อต่อน้ำมันดีเซล 40 : 60 โดยปริมาตร ให้ค่าแรงบิดเฉลี่ย 29.59 นิวตันเมตร กำลังเฉลี่ย 4.77 กิโลวัตต์ และอัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงเฉลี่ย 0.35 กิโลกรัมต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งมีค่าแรงบิดและกำลังมากกว่าการปรับแต่งเครื่องยนต์ตามค่ามาตรฐาน 2.69 นิวตันเมตร และ 0.35 กิโลวัตต์ ตามลำดับ ส่วนอัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงเฉลี่ยมีค่าน้อยกว่า 0.12 กิโลกรัมต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง โดยคิดเป็น 11 เปอร์เซ็นต์, 7.92 เปอร์เซ็นต์ และ 25.53 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ จากเหตุผลดังกล่าวจึงสรุปได้ว่าการปรับแต่งเครื่องยนต์ข้างต้นนี้เป็นจุดเหมาะสมที่ดีที่สุด ผลการทดสอบปริมาณมลภาวะทางไอเสีย/ปริมาณควันดำในไอเสียของเครื่องยนต์โดยไม่มีภาระพบว่า การปรับแต่งเครื่องยนต์และใช้น้ำมันไบโอดีเซลจากเมล็ดตะคร้อในอัตราส่วนผสมต่างๆ มีค่าเปอร์เซ็นต์ควันดำแตกต่างกันออกไป โดยที่จุดเหมาะสมดังกล่าวข้างต้นนี้พบว่ามีค่าเปอร์เซ็นต์ควันดำ 18.33 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งต่ำกว่ามาตรฐานที่ทางราชการกำหนดไว้ให้สูงสุดไม่เกิน 50 เปอร์เซ็นต์ ผลการทดสอบอัตราการสึกหรอของเครื่องยนต์พบว่า เครื่องยนต์ที่มีการปรับแต่งโดยใช้น้ำมันไบโอดีเซลจากเมล็ดตะคร้อเป็นเชื้อเพลิงกับเครื่องยนต์มาตรฐานที่ใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิง มีค่าอัตราการสึกหรอใกล้เคียงกัน โดยพบว่าชิ้นส่วนที่มีอัตราการสึกหรอมากที่สุด คือ แหวนลูกสูบ ซึ่งมีค่าเฉลี่ยการสึกหรอของระยะห่างปากแหวนระหว่างเครื่องยนต์ที่มีการปรับแต่งโดยใช้น้ำมันไบโอดีเซลจากเมล็ดตะคร้อเป็นเชื้อเพลิงกับเครื่องยนต์มาตรฐานที่ใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิง คือ 0.31 และ 0.175 มิลลิเมตร ตามลำดับ โดยเครื่องยนต์ที่มีการปรับแต่งที่ใช้น้ำมันไบโอดีเซลจากตะคร้อเป็นเชื้อเพลิงมีการสึกหรอของระยะห่างปากแหวนตัวที่ 3 มากที่สุดคือ 1.08 มิลลิเมตร ส่วนเครื่องยนต์มาตรฐานที่ใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิงมีการสึกหรอของระยะห่างปากแหวนตัวที่ 2 มากที่สุดคือ 0.2 มิลลิเมตร และไม่พบความแตกต่างของการสึกหรอในชิ้นส่วนอื่นของเครื่องยนต์อย่างมีนัยยะสำคัญ

คำสำคัญ