ดีเซลกับการใช้แก๊ส เป็นที่ทราบกันโดยทั่วไปว่าแก๊สไม่ว่าจะเป็น NGV หรือ LPG ถ้าต้องการที่จะจุดสันดาปได้ภายในกระบอกสูบสิ่งที่ต้องการคือประกายไฟ ในที่นี้คือการใช้หัวเทียนและ Coil แรงดันสูงเพื่อทำให้เกิดประกายไฟจากการโดดข้ามเขี้ยวหัวเทียนของกระแสไฟแรงสูง

แต่ในเครื่องยนต์ดีเซล ไม่มีอุปกรณ์เพื่อสร้างประกายไฟ แต่อาศัยแรงดันภายในกระบอกสูบอัดจนอุณหภูมิของไอดีสูงขึ้น จึงฉีดน้ำมันดีเซลเข้าสู่ห้องเผาไหม้ด้วยแรงดันสูงจึงทำให้เกิดละอองเชื้อเพลิงขึ้น ตัวน้ำมันดีเซลเองมีองค์ประกอบคาร์บอนสูงจึงสามารถติดไฟได้ง่ายภายใต้แรงดันภายในกระบอกสูบ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้ที่จะนำอุปกรณ์แก๊สประกอบเข้ากับเครื่องดีเซลและสามารถใช้งานเฉพาะแก๊สได้ทันที ส่วนนี้จึงเป็นส่วนที่เสียเปรียบของเครื่องยนต์ดีเซล ในต่างประเทศเองได้คิดค้นระบบการใช้แก๊สในเครื่องยนต์ดีเซลมานานแล้ว และมีการกำหนดประเภทของระบบออกมาได้ 2 แบบใหญ่ๆคือ

1. ดีเซลดัดแปลงเพื่อใช้แก๊สโดยเฉพาะ ( Dedicate Engine )
2. ดีเซลระบบร่วมการสันดาปโดยดีเซล ( Dual Fuel System )

จากนี้จะบรรยายให้เห็นถึงความแตกต่างของระบบทั้งสอง
1. ดีเซลดัดแปลงเพื่อใช้แก๊สโดยเฉพาะ (Dedicate Engine )
หลังการของระบบคือการใช้พื้นฐานของเครื่องยนต์ตัวเดิมที่ติดอยู่กับรถและทำการดัดแปลงสภาพเครื่องยนต์เพื่อให้สันดาปแก๊สได้ 100 % เครื่องยนต์ดีเซลพื้นฐานจะถูกนำมาดัดแปลงรายละเอียดปลีกย่อยของเครื่องยนต์แทบทั้งหมด โดยจะมีแค่เสื้อสูบเท่านั้นที่ยังคงสภาพเดิม ส่วนลูกสูบก็ต้องมีการดัดแปลงเพื่อลดกำลังอัด
การดัดแปลงฝาสูบนั้นหัวใจหลักจะต้องทำการฝังหัวเทียนเข้าไปแทนที่ตำแหน่งหัวฉีดดีเซล สิ่งสำคัญอันต่อมาเราจำเป็นต้องรู้ถึงความจุห้องเผาไหม้ช่วยภายในฝาสูบ(ในกรณีที่ไม่ใช่เครื่องยนต์สันดาปโดยตรง ) เพื่อบ่งบอกอัตราส่วนกำลังอัดหลังการดัดแปลงเครื่องยนต์ ในส่วนของระบบไอดี – ไอเสีย มุมของวาวล์จะถูกลดลงให้ชันขึ้นเพื่อลดการสะสมความร้อน(ลดอาการวาวล์แดงขณะอุณหภูมิสูง) เพื่อหลีกปัญหาการชิงจุดระเบิดของแก๊สแต่มีข้อเสียคือวาวล์จะรั่วได้ง่าย องศาของเพลาลูกเบี้ยวต้องมีการดัดแปลงโดยส่วนใหญ่จะลดองศาและระยะยกของวาวล์ลงเนื่องจากอัตราส่วนกำลังอัดและปริมาตรดูดไอดีที่ที่ต่ำลง หลังจากการดัดแปลงโดยรวมเสร็จสิ้นและเครื่องยนต์ประกอบเบ็ดเสร็จ จะนำระบบร่วมต่างๆเข้ามาประกอบโดยแบ่งแยกย่อยได้คร่าวๆดังนี้

สรุป…
1. ถ้าต้องการประหยัดค่าน้ำมันดีเซล และสามารถทุ่มทุนได้ ต้องเลือกการทำ Dedicate เพราะเห็นผลความแตกต่างถึง 50 – 60%
2. ถ้าต้องการประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดีเซลที่ยังคงแรงบิดดีๆในรอบต่ำ แต่มีจุดรองที่ไม่สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายได้มากนักก็เลือก Dual Fuel
3. ถึงจะเลือก 1 หรือ 2 ก็แล้วแต่ผลที่ได้มิได้หมายความว่าเครื่องยนต์จะมีอายุยืนยาว เพราะว่าอุณหภูมิจากการเผาไหม้แตกต่างจากเดิมที่มีการออกแบบทางด้านวัสดุเอาไว้ ให้เผื่อใจไว้ด้วยหากเครื่องยนต์บางตัวจะเสียหายด้วยเหตุที่สุดวิสัย
4. ในระบบ Duel Fuel ถ้าต้องการให้อายุเครื่องอยู่นานการขับขี่ที่มีความเสียงคือการขับโดยไม่มีความเข้าใจเรื่องความยืดหยุ่นของเครื่อง การใช้รอบเครื่องยนต์สูงๆ มักจะทำให้เครื่องยนต์เสื่อมสภาพได้ง่าย การขับแบบถนอมเครื่องยนต์จึงจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับเครื่องดีเซลใช้แก๊ส

- Coil จุดระเบิด ( บางครั้งอาจใช้จานจ่ายร่วม ) ทำหน้าที่ส่งไฟแรงดันสูงสู่หัวเทียน
- Crankshaft Sensor ทำหน้าที่จับตำแหน่งของเพลาข้อเหวี่ยง จะรู้ถึงตำแหน่งของวาวล์ไอดี – ไอเสีย และตำแหน่งของลูกสูบได้
- O2 Sensor เอาไว้จับค่าไอเสีย
- Map Sensor จับวัดค่าแรงดูดภายในท่อร่วมไอดี
- ลิ้นปีกผีเสื้อ จะใช้ร่วมกับ TPS Sensor เพื่อ ปิด – เปิดอากาศขณะเร่งเครื่อง และใช้ตรวจวัดตำแหน่งของลิ้นเร่ง
- Air Temp Sensor และ Water Temp Sensor เอาไว้ตรวจสอบอุณหภูมิอากาศ และอุณหภูมิน้ำ ( ในการดัดแปลงบางครั้งอาจไม่ใช้งาน )
- ECU จำเป็นอย่างยิ่งในการดัดแปลงเครื่องยนต์ เพราะต้องการความแม่ยำสูงสุด
- ระบบการจ่ายแก๊ส มีใช้ทั้งใช้ หัวฉีดและ Mixer เช่นเดียวกันกับระบบโดยทั่วไป

การดัดแปลงเครื่องยนต์ระบบนี้ จะมีข้อปลีกย่อยแตกต่างกันหลายอย่างเป็นรายละเอียดด้านลึกและเป็นการดัดแปลงที่ได้จากการคำนวนค่าความร้อนของเชื้อเพลิงเป็นหลัก เครื่องยนต์รุ่นเดียวกันแต่หากคุณสมบัติของแก๊สแตกต่างกันก็จะต้องมีข้อปลีกย่อยของการดัดแปลงที่แตกต่างกัน ไม่มีหลักการแน่นอนตายตัวแบบสูตรสำเร็จ ในต่างประเทศจะดัดแปลงเพื่อใช้กับ NGV/CNG เป็นหลักไม่ค่อยนิยมในการดัดแปลงเพื่อใช้ LPG แต่ข้อเสียก็มีเนื่องจากไม่สามารถใช้เชื้อเพิงอื่นๆร่วมได้จึงไม่มีความยืดหยุ่นด้านการใช้เชื้อเพลิง และถ้าคุณสมบัติของแก๊สต่ำอาจก่อให้เกิดผลทางด้านความร้อนและมีผลต่อเนื่องที่ทำให้เครื่องยนต์ชำรุดได้โดยง่าย

2. ดีเซลระบบร่วมการสันดาปด้วยดีเซล ( Dual Fuel System )
การทำงานของระบบนี้จะไม่มีการดัดแปลงระบบของเครื่องยนต์เดิม แต่อาจมีการลดปริมาณการฉีดน้ำมันลงและนำแก๊สเข้าช่วยในส่วนที่ขาดหายไป สามารถใช้ได้ทั้ง LPG และ NGV แต่ระบบแบบนี้ในต่างประเทศมักจะนิยมใช้กับเครื่องยนต์ที่มีรอบการใช้งานค่อนข้างคงที่และมีแหล่งจ่ายแก๊สอย่างสม่ำเสมอ เช่นเครื่องจักรต้นกำลังภายในโรงงาน เครื่องปันไฟ ฯลฯ

หลักการของระบบคือ เนื่องจากแก๊สเองไม่สามารถจุดสันดาปได้อย่างสมบูรณ์หากไม่มีประกายไฟ การที่เครื่องยนต์ดีเซลจะมีประกายไฟได้นั้นจะต้องเกิดการสันดาปของน้ำมันดีเซลเสียก่อน เมื่อเกิด Frame การเผาไหม้แก๊สจึงสามารถจุดสันดาปต่อเนื่องได้ ดังนั้นเราจึงต้องนำแก๊สเข้าผสมกับอากาศเสียก่อนที่เครื่องยนต์จะดูดอากาศเข้าไปใช้ แก๊สส่วนนี้จะมีหน้าที่เป็นส่วนที่เผาไหม้เพิ่มเติม ผลที่ได้คือการสันดาปเชื้อเพลิงดีขึ้นเนื่องจากค่าความร้อนของการสันดาปแก๊สจะเป็นตัวช่วยสันดาปดีเซลให้เร็วขึ้น ปริมาณแก๊สที่จ่ายเข้าไปจึงมีสัดส่วนที่ไม่มากนักเพื่อให้สามารถควบคุมอุณหภูมิของห้องเผาไหม้ได้ การใช้แก๊สปริมาณมากๆ กับระบบแบบนี้ไม่ค่อยเป็นที่นิยม แต่สามารถทำได้ ผลที่ตามมาคือความร้อนสะสมและจะมีผลทำให้เครื่องยนต์เสียหายได้ ระบบ Dual Fuel จึงมีการพัฒนาการจ่ายแก๊สที่มีการควบคุมของ Sensor ต่างๆมากขึ้นเพื่อปกป้องมิให้เครื่องยนต์เสียหายได้จากการใช้งานในระยะยาวๆ
ระบบ Dual Fuel นั้นหลักการมิได้มุ่งหวังว่าจะต้องประหยัดค่าเชื้อเพลิง แต่เป้าหมายแรกคือประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ที่มากขึ้นจากการสันดาปดีเซลที่สมบูรณ์มากขึ้น ในส่วนของความประหยัดนั้นไม่ใช่จุประสงค์หลักแต่ได้มาเป็นของแถม ระบบแบบนี้ถ้าเน้นเอาความประหยัดจะได้กับเครื่องยนต์ที่ใช้รอบคงที่เท่านั้น

GasThai.Com ขอขอบคุณข้อมูล
โดยคุณ Sor : sor@gasthai.com