การออกแบบระบบควบคุมเชื้อเพลิงก๊าซหุงต้มชนิดวาริเอเปิลเวนทูรีสำหรับครื่องยนต์เอสไอสองจังหวะ

Design of variable venturi type LPG metering system for two stroke SI engines

Name: สิทธิโชค ผูกพันธุ์

ThaSH: เชื้อเพลิงทดแทน

ThaSH: รถยนต์ -- เครื่องยนต์

Abstract: ก๊าซหุงต้มหรือ LPG ถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทนในเครื่องยนต์เอสไอสองจังหวะของรถรับจ้างชนิดสามล้อเครื่องหรือรถตุ๊กตุ๊กเป็นเวลานานแล้ว แต่พบว่ายังไม่มีการศึกษาถึงสมรรถนะและปรับปรุงให้ใช้ประโยชน์สูงสุดกันอย่างจริงจัง ทั้งนี้เนื่องจากไม่มีระบบควบคุมการจ่ายเชื้อเพลิง LPG ให้กับเครื่องยนต์เอสไอสองจังหวะที่เหมาะสม งานวิจัยนี้มุ่งที่จะศึกษาตัวแปรที่สำคัญเพื่อใช้ในการออกแบบและทดสอบหาคุณลักษณะด้านสมรรถนะของระบบควบคุมปริมาณการจ่ายเชื้อเพลิง LPG ชนิด Variable venturi สำหรับเครื่องยนต์เอสไอสองจังหวะ พบว่าพารามิเตอร์ที่ใช้ควบคุมปริมาณการจ่ายเชื้อเพลิงที่ต้องการด้วยระบบ variable venturi ที่ได้พัฒนาขึ้นนี้คือความดันจากเรกูเรเตอร์ซึ่งมีความสัมพันธ์กับระยะเปิด-ปิดลิ้นควบคุมเรกูเรเตอร์ และขนาดพื้นที่เปิดให้ก๊าซไหลผ่านของเวนทูรี ซึ่งการควบคุมพื้นที่เปิดอาศัยการปรับระยะขจัดตามแนวแกนระหว่างตัวเข็มกับบ่าวาล์วด้วย stepper motor actuator โดยระบบดังกล่าวสามารถจ่ายเชื้อเพลิงตามความต้องการของเครื่องยนต์สองจังหวะให้ทำงานตามแนว optimum efficiency path ได้เกือบทุกจุดทำงานที่ความเร็วรอบต่างๆยกเว้นที่ตำแหน่ง WOT ของความเร็ว 4000 rev/min เนื่องจากข้อจำกัดของความดันสูงสุดของเครื่องมือที่ใช้วัดอัตราไหลของก๊าซ จากการเปรียบเทียบผลการทดสอบสมรรถนะของเครื่องยนต์ที่ใช้ชุด variable venturi ที่พัฒนาขึ้นนี้เพื่อควบคุมปริมาณส่วนผสมให้เครื่องยนต์ทำงานบนแนว optimum efficiency path กับผลการทดสอบสมรรถนะของเครื่องยนต์ Conventional LPG และสมรรถนะของเครื่องยนต์ OEM ที่ใช้แก๊สโซลีน พบว่าที่ทุกตำแหน่งความเร็วรอบและภาระของเครื่องยนต์ การควบคุมเครื่องยนต์โดยใช้ระบบ variable venturi สามารถให้ค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อน (Ƞth) สูงสุดสูงกว่าทั้งเครื่องยนต์ conventional LPG และเครื่องยนต์ OEM ที่ใช้แก๊สโซลีนโดยค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงสุดที่ได้มีค่ามากกว่าค่าที่เครื่องยนต์ conventional LPG ทำได้ 9.5% และมากกว่าค่าที่เครื่องยนต์ OEM ที่ใช้แก๊สโซลีนทำได้ 15.2% อย่างไรก็ตามค่าแรงบิดสูงสุดที่ได้มีค่าต่ำกว่าแรงบิดสูงสุดที่ได้จากเครื่องยนต์ conventional LPG 4% และต่ำกว่าแรงบิดสูงสุดที่ได้จากเครื่องยนต์ OEM 14% และพบว่าการควบคุมให้เครื่องยนต์ทำงานด้วย LPG บนแนว optimum efficiency path ด้วยระบบ variable venturi ที่พัฒนาขึ้นนี้ต้องการส่วนผสมที่บางกว่าในทุกจุดทำงานอีกด้วย

Abstract: Liquefied Petroleum Gas (LPG) has long been used as an alternative fuel in 2-stroke SI engine of “Tuk-Tuk” which is the local name of three-wheel taxi in Thailand. However, there was not efficiently operated because the un-matched conventional LPG metering system does not always provide corrected mixture throughout their normal operating range. This research was aimed to investigate the design parameters and the performance characteristics of in-house developed LPG variable venturi metering system for a two stroke SI engine. Using this developed unit, the engine required equivalent ratio and MBT timing were calibrated for an optimum efficiency path. It was found that, using the developed metering unit, the optimum equivalent ration can be achieved by controlling two control parameters; namely regulating pressure and venture opening area. The regulating pressure can be altered by means of adjusting a regulator valve. The venturi opening area can be adjusted by means of adjusting an pintle position by a stepping motor. This metering system can almost provide required LPG for engine to operate along its optimum efficiency path except at engine speed of 4000 rev/min at WOT. This is because of the maximum limited operating pressure of gas meter that was employed for the LPG flow measurement. The optimum performance obtained by this developed system were compared to the performance and efficiency obtained from either the conventional LPG or OEM gasoline engine. It was found that the engine with variable venturi metering system can give the highest thermal efficiency for all load and speed of the testing range. Its maximum efficiency was 9.5% and 15.2% higher than that of conventional LPG engine and OEM engine respectively. However, the brake torque of engine with this system are 4% and 14% lower than that of conventional LPG and OEM engine. Moreover, it should be noted that, with this variable LPG metering system, the operating mixture was leaner at all engine testing conditions.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: คณิต วัฒนวิเชียร

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2544

Modified: 2560-04-11

Issued: 2560-03-31

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9741700261

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเครื่องกล

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Sittichoke_po_front.pdf	7.76 MB	14	2019-05-07 22:25:12
2	Sittichoke_po_ch1.pdf	1.82 MB	4	2020-07-08 10:00:54
3	Sittichoke_po_ch2.pdf	12.42 MB	3	2018-06-09 18:48:20
4	Sittichoke_po_ch3.pdf	1.18 MB	4	2024-07-18 11:06:31
5	Sittichoke_po_ch4.pdf	5.49 MB	4	2020-09-01 16:57:49
6	Sittichoke_po_ch5.pdf	14.88 MB	3	2018-06-09 18:48:26
7	Sittichoke_po_ch6.pdf	5.39 MB	3	2018-06-09 18:48:29
8	Sittichoke_po_ch7.pdf	6.43 MB	3	2018-06-09 18:48:30
9	Sittichoke_po_ch8.pdf	2.79 MB	3	2018-06-09 18:48:32
10	Sittichoke_po_back.pdf	18.93 MB	3	2018-06-09 18:48:33

ใช้เวลา

0.056181 วินาที