เปิดไอเดีย มทร.สุวรรณภูมิ พัฒนาเครื่องมือการเกษตรขนาดเล็ก ใช้แก๊สสลับดีเซล แก้ปัญหาตรงจุด ลดต้นทุน

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ว่าที่ร้อยตรี ชัยยง ศิริพรมงคลชัย อาจารย์ประจำสาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะครุศาสตร์อุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ ประดิษฐ์คิดค้นนวัตกรรมต้นแบบเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซลและแอลพีจีเป็นเชื้อเพลิงสำหรับการเกษตร ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร ลดต้นทุน ลดการใช้แรงงาน และความทนทานของผลิตภัณฑ์ รวมถึงยกระดับคุณภาพชีวิตของเกษตรกร เพื่อเป็นทางเลือกให้กับเกษตรกรเลือกใช้งานและแก้ปัญหาที่เกิดขึ้น

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ว่าที่ร้อยตรี ชัยยง ศิริพรมงคลชัย

จุดเริ่มต้นของนวัตกรรมต้นแบบเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซลและแอลพีจีเป็นเชื้อเพลิงสำหรับการเกษตรนั้น เนื่องจากเล็งเห็นว่า เครื่องยนต์เล็กดีเซลเพื่อการเกษตรเป็นเครื่องจักรที่เกษตรกรนิยมใช้ในการทำเกษตรกรรม ซึ่งจะใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิงสามารถใช้เป็นเครื่องยนต์ เพื่อเป็นกำลังขับเคลื่อนยานพาหนะ รถไถนา เครื่องสูบน้ำ และประโยชน์อื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับเกษตรกรรม รวมถึงปัจจุบันน้ำมันดีเซลมีราคาที่สูงขึ้น เกษตรกรต้องการลดต้นทุนค่าเชื้อเพลิง จึงมักดัดแปลงชิ้นส่วนภายในของเครื่องยนต์เล็กดีเซลเพื่อการเกษตรมาใช้ก๊าซปิโตรเลียมเหลว หรือก๊าซ LPG เป็นเชื้อเพลิงอย่างเดียว

วิธีการลดอัตราส่วนการอัดด้วยการติดตั้งห้องเผาไหม้เสริม
ชุดห้องเผาไหม้เสริม

“เมื่อเริ่มคิดค้นและประดิษฐ์นวัตกรรมนี้ขึ้นมา ได้ข้อเสนอแนะจากเกษตรกรหลายๆ คนว่าควรจะทำให้เครี่องยนต์สามารถใช้เชื้อเพลิงได้หลากหลายชนิดในเครื่องยนต์ตัวเดียวกัน จึงจุดประเด็นให้ผมคิดที่จะทำให้เครื่องยนต์ตัวเดียว ที่สามารถจะใช้เชื้อเพลิงได้หลายอย่าง”

ห้องเผาไหม้เสริมพร้อมหัวเทียน
ชุดห้องเผาไหม้เสริมติดตั้งแทนที่ในตำแหน่งของหัวฉีดน้ำมันดีเซล

เมื่อดัดแปลงเครื่องยนต์แล้ว จะมีข้อจำกัดคือไม่สามารถกลับไปใช้น้ำมันดีเซลได้อีกต่อไป ด้วยเหตุผลดังกล่าว จึงได้ศึกษาและพัฒนานวัตกรรมเครื่องจักรกลสำหรับใช้ในการเกษตร ที่สามารถใช้น้ำมันดีเซล และสามารถใช้ก๊าซ LPG เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์เครื่องเดียวกันได้ ด้วยการปรับเปลี่ยนสลับให้ทำงานได้ในแบบเครื่องยนต์ดีเซลและทำงานได้ในแบบเครื่องยนต์แก๊สโซลีน

เครื่องยนต์ที่ดัดแปลงและติดตั้งอุปกรณ์ที่แล้วเสร็จ

“เมื่อทำงานได้ในแบบเครื่องยนต์แก๊สโซลีน ซึ่งใช้ LPG เป็นเชื้อเพลิงเข้าไปแล้ว เราสามารถใช้งานได้ทั้งการวิดน้ำในนา ปั่นเครื่องปั่นไฟ ถ้าใช้ไปสักระยะหนึ่ง เกิดวิกฤต LPG สูงขึ้น และเล็งเห็นว่าไม่คุ้มค่าแล้ว จะกลับมาใช้น้ำมันดีเซลเหมือนเดิมก็ทำได้ ด้วยการถอดห้องเผาไหม้เสริมที่ผมคิดค้นขึ้นมา และนำเอาหัวฉีดน้ำมันดีเซลของเดิม กลับมาใส่เหมือนเดิม ระบบก็จะกลับมาทำงานในระบบดีเซลได้ปกติ จึงกลายเป็นระบบ 2 in 1 เมื่อคิดค้นและพัฒนาขึ้นแล้ว จึงนำไปสู่การทดลองเพื่อนำไปใช้งานจริง จึงนำไปใช้ในพื้นที่นาของผู้ช่วยศาสตราจารย์ ว่าที่ร้อยตรี ชัยยง จำนวนกว่า 100 ไร่ พบว่าได้ผลระดับหนึ่งจนเป็นที่น่าพอใจ เพราะว่าปกติแล้ว อัตราการบริโภค LPG กับดีเซล นั้นอยู่ในระดับเท่าๆ กัน เปรียบเทียบโดยการวิดน้ำ 1 ชั่วโมง และดูว่าเครื่องกินน้ำมันดีเซลและแก๊ส LPG ในปริมาณที่เท่าไร ซึ่งผลการทดลองออกมาว่าอัตราการบริโภคนั้นใกล้เคียงกัน แต่ที่ประหยัดได้เพราะราคาแก๊สนั้นไม่ได้สูงมาก จึงทำให้ประหยัดกว่า”

แบบจำลองหลักการและชิ้นส่วนสำคัญของเครื่องยนต์ที่ดัดแปลง

สำหรับการพัฒนานวัตกรรมเครื่องยนต์เล็กดีเซลเพื่อการเกษตรในครั้งนี้นั้น ใช้เครื่องยนต์สูบเดียว 4 จังหวะ ขนาดกระบอกสูบ 92 มิลลิเมตร ระยะชัก 96 มิลลิเมตร ปริมาตรกระบอกสูบ 638 มิลลิลิตร อัตราส่วนการอัด 16.1 ต่อ 1 ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ระบบฉีดเชื้อเพลิงเข้าห้องเผาไหม้โดยตรง (Direct Injection) มีผิวหน้าฝาสูบเรียบ เมื่อจะทำการดัดแปลงมาใช้ก๊าซ LPG เป็นเชื้อเพลิง จึงต้องลดอัตราส่วนการอัดลงเหลือประมาณ 8-12 ต่อ 1 โดยการสร้างและติดตั้งห้องเผาไหม้เสริมพร้อมหัวเทียนเข้าแทนที่ในตำแหน่งของหัวฉีดน้ำมันดีเซลเดิม ติดตั้งระบบจุดระเบิดและระบบเชื้อเพลิงก๊าซ LPG ซึ่งเป็นนวัตกรรมต้นแบบเครื่องยนต์ โดยห้องเผาไหม้เสริมจะทำหน้าที่ลดอัตราส่วนการอัดลงให้สามารถรองรับการใช้ก๊าซ LPG เป็นเชื้อเพลิง ซึ่งจะเป็นลักษณะการทำงานแบบเครื่องยนต์แก๊สโซลีน การกลับไปใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิงนั้น ทำได้โดยการถอดห้องเผาไหม้เสริมออก แล้วติดตั้งหัวฉีดน้ำมันดีเซลแทนที่ห้องเผาไหม้เสริม ซึ่งจะเป็นลักษณะการทำงานแบบเครื่องยนต์ดีเซล นวัตกรรมนี้พัฒนาขึ้นเพื่อเป็นทางเลือกแก่เกษตรกรในการเลือกใช้เชื้อเพลิงที่มีราคาต่ำตามสภาวะความผันผวนของราคาเชื้อเพลิงทั้งสองชนิด

ใช้งานแบบเครื่องยนต์ดีเซล (น้ำมันดีเซล)

ด้านต้นทุนการผลิตเครื่องในการดัดแปลงนั้นอยู่ที่ประมาณ 7,000 บาท เมื่ออ้างอิงข้อมูลราคาน้ำมันที่ทดลองในเดือนกันยายน 2562 ราคาน้ำมันดีเซลอยู่ที่ 26.09 บาทต่อลิตร ราคาก๊าซ LPG ถังละ 15 กิโลกรัม 363 บาท ถ้าสมมติใช้งานวันละ 4 ชั่วโมง จะใช้น้ำมันดีเซลชั่วโมงละ 1 ลิตร คิดเป็นเงิน 28.35 บาท หากใช้ก๊าซ LPG จะอยู่ที่ชั่วโมงละ 0.53 กิโลกรัมต่อการใช้งาน 1 ชั่วโมง คิดเป็นเงินอยู่ที่ 12.91 บาท ถ้าโดยเกษตรกรทั่วไป หากใช้งาน 4 ชั่วโมง ก็จะประหยัดส่วนต่างระหว่างน้ำมันดีเซลกับก๊าซ LPG อยู่ที่ 15.44 บาทต่อชั่วโมง หรือเท่ากับ 61.76 บาทต่อวัน เมื่อหากคิดจากต้นทุนการดัดแปลงเครื่อง จะคืนทุนอยู่ที่ 113 วัน

ใช้งานแบบเครื่องยนต์แก๊สโซลีน (LPG)

นวัตกรรมที่คิดค้นและพัฒนาขึ้นนั้น ในอนาคตผู้ช่วยศาสตราจารย์ ว่าที่ร้อยตรี ชัยยง เล่าว่า ยังคงพัฒนาตามคำแนะนำของผู้ใช้งานจริงอยู่เสมอ เพื่อนำไปสู่การต่อยอดและพัฒนานวัตกรรมต้นแบบเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซลและแอลพีจีเป็นเชื้อเพลิงสำหรับการเกษตรในรูปแบบที่สมบูรณ์ที่สุด

ใช้งานในพื้นที่จังหวัดนนทบุรี

สำหรับท่านใดที่สนใจเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซลและแอลพีจีเป็นเชื้อเพลิงสำหรับการเกษตร สามารถติดต่อผู้ช่วยศาสตราจารย์ ว่าที่ร้อยตรี ชัยยง ศิริพรมงคลชัย อาจารย์ประจำสาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะครุศาสตร์อุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ ได้ที่เบอร์โทรศัพท์ 089-789-3709