อิทธิพลของการใช้เชื้อเพลิงไบโอดีเซลผสมเอทานอลต่อสมรรถนะและคุณลักษณะการเผาไหม้ในเครื่องยนต์ดีเซลเล็กขณะสตาร์ทเครื่องยนต์
คำสำคัญ:
การเผาไหม้, เอทานอล, ไบโอดีเซล, เครื่องยนต์ดีเซลบทคัดย่อ
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอันเนื่องจากปริมาณก๊าซเรือนกระจกในระดับสูงซึ่งเกิดจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงปิโตรเลียม การใช้เชื้อเพลิงทดแทนเป็นวิธีการลดก๊าซเรือนกระจก เอทานอลนับเป็นหนึ่งในพลังงานหมุนเวียนที่พบได้บ่อยที่สุด งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาลักษณะการเผาไหม้ในเครื่องยนต์ดีเซลเล็กซึ่งใช้เอทานอลเป็นเชื้อแพลิง และใช้ไบโอดีเซลเป็นสารช่วยจุดระเบิด งานวิจัยนี้มุ่งวิเคราะห์การเผาไหม้ในเครื่องยนต์ดีเซลในขณะเวลาติดเครื่องยนต์ เครื่องยนต์ดีเซลถูกเพิ่มกำลังอัดให้สูงขึ้นเป็น 23:1 เพื่อเพิ่มอุณหภูมิภายในห้องเผาไหม้ในจังหวะอัดตัว ทำการทดลองในห้องควบคุมอุณหภูมิคงที่ เอทานอลที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงจะถูกผสมกับไบโอดีเซลในสัดส่วนตั้งแต่ 2-40% ผลการทดลองพบว่า สัดส่วนต่ำที่สุดของไบโอดีเซลซึ่งสามารถติดเครื่องยนต์ดีเซลได้คือ 18% การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงเอทานอลกับไบโอดีเซลได้จากการวิเคราะห์ข้อมูลความดันภายในกระบอกสูบ พบว่าตำแหน่งการเริ่มฉีดเชื้อเพลิง (start of injection, SOI) และตำแหน่งเริ่มต้นการเผาไหม้ (start of combustion, SOC) มีความแตกต่างกันเพียงเล็กน้อยเมื่อเพิ่มสัดส่วนของไบโอดีเซล ช่วงเวลาหน่วงการเผาไหม้ (ignition delay, ID) และจำนวนวัฏจักรที่ไม่เกิดการเผาไหม้ (misfire cycles) จะลดลงเมื่อเพิ่มสัดส่วนการผสมของไบโอดีเซล และเมื่อเพิ่มสัดส่วนของไบโอดีเซล ถึง 40% จะทำให้จำนวนวัฏจักรที่ไม่เกิดการเผาไหม้ลดลง อย่างไรก็ตาม จำนวนวัฏจักรที่ไม่เกิดการเผาไหม้ก็ยังมีจำนวนมากเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิง
References
A. K. Thakur, A. K. Kaviti, R. Mehra, and K. K. S. Mer, “Performance analysis of ethanol–gasoline blends on a spark ignition engine: a review,” Biofuels, vol. 8, no. 1, pp. 91–112, 2017, doi: 10.1080/17597269.2016.1204586.
L. Pidol, B. Lecointe, L. Starck and N. Jeuland, “Ethanol–biodiesel–diesel fuel blends: performances and emissions in conventional diesel and advanced low temperature combustions,” Fuel, vol. 93, pp. 329–338, 2012, doi: 10.1016/j.fuel.2011.09.008.
A. C. Hansen, Q. Zhang and P. W. Lyne, “Ethanol–diesel fuel blends—a review,” Bioresource technology, vol. 96, no. 3, pp. 277–285, 2005, doi: 10.1016/j.biortech.2004.04.007.
G. Dwivedi, S. Jain and M. P. Sharma, “Impact analysis of biodiesel on engine performance—A review,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 15, no. 9, pp. 4633–4641, 2011, doi: 10.1016/j.rser.2011.07.089.
A. Paul, R. Panua and D. Debroy, “An experimental study of combustion, performance, exergy and emission characteristics of a CI engine fueled by Diesel-ethanol-biodiesel blends,” Energy, vol. 141, pp. 839–852, 2017, doi: 10.1016/j.energy.2017.09.137.
N. Yilmaz and T. M. Sanchez, “Analysis of operating a diesel engine on biodiesel-ethanol and biodiesel-methanol blends,” Energy, vol. 46, no. 1, pp. 126–129, 2012, doi: 10.1016/j.energy.2011.11.062.
M. L. Randazzo and J. R. Sodré, “Exhaust emissions from a diesel powered vehicle fuelled by soybean biodiesel blends (B3–B20) with ethanol as an additive (B20E2–B20E5),” Fuel, vol. 90, no. 1, pp. 98–103, 2011, doi: 10.1016/j.fuel.2010.09.010.
H. G. How, H. H. Masjuki, M. A. Kalam and Y. H. Teoh, “Engine performance, emission and combustion characteristics of a common-rail diesel engine fuelled with bioethanol as a fuel additive in coconut oil biodiesel blends,” Energy Procedia, vol. 61, pp. 1655–1659, 2014, doi: 10.1016/j.egypro.2014.12.185.
L. Zhu, C. S. Cheung, W. G. Zhang and Z. Huang, “Combustion, performance and emission characteristics of a DI diesel engine fueled with ethanol–biodiesel blends,” Fuel, vol. 90, no. 5, pp. 1743–1750, 2011, doi: 10.1016/j.fuel.2011.01.024.
A. S. Bika, L. M. Franklin and D. B. Kittelson, " Hydrogen as a combustion modifier of ethanol in compression ignition engines," SAE Technical Paper , Jun, 2009, Art. no. 2009-01-2814, doi: 10.4271/2009-01-2814.
P. Kwanchareon, A. Luengnaruemitchai and S. Jai-In, “Solubility of a diesel–biodiesel–ethanol blend, its fuel properties, and its emission characteristics from diesel engine,” Fuel, vol.86, no.7–8, pp. 1053–1061, 2007, doi: 10.1016/j.fuel.2006.09.034.
J. B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill, New York, NY, USA, 1988.
M. H. Yasin, R. Mamat, A. A. Abdullah, N. R. Abdullah and M. L. Wyszynski, “Cycle-to-cycle variations of a diesel engine operating with palm biodiesel,” Journal of KONES Powertrain and Transport, vol. 20, no. 3, pp. 443–450, 2013.
R. Munsin, Y. Laoonual, S. Jugjai, M. Matsuki and H. Kosaka, “Effect of glycerol ethoxylate as an ignition improver on injection and combustion characteristics of hydrous ethanol under CI engine condition,” Energy Conversion and Management, vol. 98, pp. 282–289, 2015, doi: 10.1016/j.enconman.2015.03.116.
S. H. Park, H. K. Suh and C. S. Lee, “Nozzle flow and atomization characteristics of ethanol blended biodiesel fuel,” Renewable energy, vol. 35, no. 1, pp. 144–150, 2010, doi: 10.1016/j.renene.2009.06.012.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
บทความที่ได้รับการตีพิมพ์เป็นลิขสิทธิ์ของคณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง
ข้อความที่ปรากฏในบทความแต่ละเรื่องในวารสารวิชาการเล่มนี้เป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนแต่ละท่านไม่เกี่ยวข้องกับสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง และคณาจารย์ท่านอื่นๆในสถาบันฯ แต่อย่างใด ความรับผิดชอบองค์ประกอบทั้งหมดของบทความแต่ละเรื่องเป็นของผู้เขียนแต่ละท่าน หากมีความผิดพลาดใดๆ ผู้เขียนแต่ละท่านจะรับผิดชอบบทความของตนเองแต่ผู้เดียว
