การศึกษาเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับการลดมลพิษและอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงของหัวรถจักรเพื่อความคุ้มค่าต่อการลงทุน

บทคัดย่อ

ในปัจจุบันการขนส่งทางรางเป็นการคมนาคมหลักในการขนส่งเชิงพาณิชย์ซึ่งใช้หัวรถจักรที่มีเครื่องยนต์ดีเซลขนาดใหญ่ที่มีอัตราการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงสูงและมีการปล่อยสารมลพิษมาก ดังนั้นคณะผู้วิจัยจึงมีแนวคิดที่จะศึกษาความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะเบรกและสารมลพิษของเครื่องยนต์หัวรถจักรเพื่อศึกษาความคุ้มค่าต่อการลงทุนการเปลี่ยนเครื่องยนต์หัวรถจักร โดยทำการทดสอบเครื่องยนต์ของหัวรถจักร 3 ประเภท ได้แก่ เครื่องยนต์ Pielstick, M.T.U. และ Caterpillar ซึ่งมีลักษณะห้องเผ้าไหม้และเทคโนโลยีการจ่ายเชื้อเพลิงที่แตกต่างกัน ด้วยวิธีการจำลองภาระบนเครื่องทดสอบแบบสถิต(Dynamometer) ภายใต้สภาวะการทดสอบตามมาตรฐานของการรถไฟตามตาราง Regulation characteristics curve เพื่อเปรียบเทียบอัตราการสิ้นเปลืองจำเพาะเบรกและสารมลพิษของเครื่องยนต์ชนิดต่างๆ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าเครื่องยนต์ M.T.U. ซึ่งเป็นระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบรางร่วมมีค่าความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะเบรกต่ำที่สุดในทุกสภาวะความเร็วรอบเครื่องยนต์ และมีค่าความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะเบรกเฉลี่ยจากทุกความเร็วรอบเครื่องยนต์ เท่ากับ 206 g/kW-h ต่ำกว่าเครื่องยนต์ Caterpillar ซึ่งเป็นระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบกึ่งรางร่วมที่มีค่าเท่ากับ 314 g/kW-h อยู่ที่ 34.39 % และต่ำกว่าเครื่องยนต์ Pielstick ซึ่งเป็นระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบกลไกที่มีค่าเท่ากับ 389 g/kW-h อยู่ที่ 47.04 % หากพิจารณาถึงสารมลพิษได้แก่ สารไฮโดรคาร์บอน(HC), ไนโตรเจนออกไซด์(NOX), และสารควันดำ(Black smut) เครื่องยนต์ที่ใช้ห้องเผาไหม้ตรงมีสารดังกล่าวน้อยกว่าเครื่องยนต์ที่ใช้ห้องเผาไหม้แบบช่วย ในขณะที่สารคาร์บอนมอนอกไซด์(CO) พบว่าเครื่องยนต์ที่มีห้องเผาไหม้ช่วยมีสารคาร์บอนมอนอกไซด์ น้อยกว่าเครื่องยนต์ที่ใช้ห้องเผาไหม้ตรง ยกเว้นเครื่องยนต์ที่ใช้ห้องเผาไหม้ตรงมีระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบรางร่วม(Common rail) มีสารดังกล่าวใกล้เคียงกับเครื่องยนต์ที่มีห้องเผาไหม้ช่วย อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีใหม่ของเครื่องยนต์ดังกล่าวมีค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงสูง ดังนั้นต้องมีจำนวนการใช้งานเชิงปริมาณจึงจะทำให้เกิดความคุ้มค่าต่อการลงทุน

คำสำคัญ