เครื่องมือตรวจวัดฝุ่นจากระบบเบรกรถยนต์

สถานการณ์ฝุ่นละอองขนาดเล็ก (Particulate Matters ; PM) ในอากาศที่มีค่าเกินกว่าระดับมาตรฐานในประเทศไทยส่วนมากมาจากไอเสียจากการเผาไหม้ในรถยนต์สันดาปภายใน จึงเป็นเหตุให้ทั่วโลกรวมถึงประเทศไทยหันมาสนใจรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยระบบไฟฟ้า อย่างไรก็ตามจากการตรวจเอกสารเบื้องต้นพบว่าฝุ่นละอองขนาดเล็กที่เกิดขึ้นจากรถยนต์ทุกชนิดนั้นไม่ได้มาจากไอเสียของรถยนต์เพียงอย่างเดียว (Exhaust PM) แต่มาจาก ยางและระบบเบรกของรถยนต์ (Non-Exhaust PM) ซึ่งในแง่ของยานยนต์ไฟฟ้าสมัยใหม่ที่ผ่านมาตรฐานมลพิษระดับ EURO VI นั้นมลพิษอนุภาคที่ออกมาส่วนมากจะออกมาจากระบบเบรกเป็นส่วนมาก ด้วยเหตุผลดังกล่าวเครื่องมือวัดรวมถึงวิธีการวัดมลพิษอนุภาคจากระบบเบรกขณะรถยนต์ขับเคลื่อน (Real-time On-road measurement) จึงจำเป็นต้องประดิษฐ์ขึ้นมาเพื่อเป็นนวัตกรรมใหม่ เนื่องจากปัจจุบันวิธีวัดมลพิษอนุภาคจากระบบเบรกยังคงวัดจากห้องปฏิบัติการ (Brake Dynamometer) ซึ่งวิธีดังกล่าวนั้นจะมีรูปแบบการทดลองที่ไม่เสมือนจริง

เครื่องมือตรวจวัดฝุ่นจากระบบเบรกแบบเรียลไทม์จึงถูกออกแบบมาเพื่อให้สมมารถตรวจสอบฝุ่นที่เกิดจากระบบเบรกในขณะที่รถเกิดการวิ่งจริง ซึ่งจำเป็นต้องมีการเลี้ยวซึ่งจะไม่เกิดขึ้นในการทดสอบในห้องปฎิบัติการจึงต้องมีการออกแบบให้มีระบบพยุงเครื่องเก็บฝุ่นในขณะเลี้ยวและมีการตรวจสอบอุณหภูมิของระบบเบรกเพื่อนำค่าไปตรวจสอบผลฝุ่นที่เกิดการสึกกร่อนของผ้าเบรก เพื่อระบุขนาดและชนิดของอนุภาคฝุ่นที่เก็บได้

เครื่องมือตรวจวัดฝุ่นจากระบบเบรกแบบเรียลไทม์ ประกอบด้วย 2 ส่วนคือ ส่วนที่หนึ่งชุดเก็บฝุ่น ห้องเก็บฝุ่น (1) ยึดติดกับล้อด้วยชุดยึดล้อ (2) มีชุดลูกปืน (3) ที่ส่วนปลายของห้องต่อกับท่อลมส่วนล่าง (4) ซึ่งต่อกับส่วนล่างของห้องเก็บตัวอย่าง (5) ซึ่งมีช่องเก็บอุณหภูมิ (6) และช่องเก็บตัวอย่างฝุ่น (7) ด้านบนของห้องเก็บตัวอย่าง (5) ต่อกับท่อลมส่วนบน (8) โดยปลายท่ออีกด้านหนึ่งต่อกับปั๊มสุญญากาศ ซึ่งมีจุดพยุงท่ออยู่ 2 จุดคือ จุดพยุงขณะเลี้ยว (9) และแท่นรักษาระดับ (11)  ส่วนที่สองชุดพยุงเลี้ยว (12) เป็นแผ่นโลหะ ปลายด้านหนึ่งมีลักษณะโค้งและมีช่องโค้ง (10) ลักษณะตามองศาการเลี้ยวของรถซึ่งมีจุดพยุงขณะเลี้ยว (9) ติดตั้งอยู่ในช่อง ปลายอีกด้านหนึ่งเป็นส่วนยึดตัวถังด้านบน (13) ด้านล่างของแผ่นโลหะมีส่วนยึดตัวถังด้านล่าง (14) และมีแท่นรักษาระดับ (11) ติดอยู่ที่มุมฝั่งใกล้กระจกข้างของรถ

เครื่องมือตรวจวัดฝุ่นจากระบบเบรกแบบเรียลไทม์ถูกออกแบบมาเพื่อให้สามารถตรวจสอบฝุ่นที่เกิดจากระบบเบรกในขณะที่รถเกิดการวิ่งจริง ซึ่งจำเป็นต้องมีการเลี้ยวจึงต้องมีการออกแบบให้มีระบบพยุงเครื่องเก็บฝุ่นในขณะเลี้ยวเพื่อนำค่าไปตรวจสอบผลฝุ่นที่เกิดการสึกกร่อนของผ้าเบรก เพื่อระบุขนาดและชนิดของอนุภาคฝุ่นที่เก็บได้

ผลงานวิจัยโดย
รศ.ดร.เอกไท  วิโรจน์สกุลชัย  ดร.วรวัฒน์  ทรงกิตติ
ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล  คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์  โทร.08-4756-1115

ขอขอบคุณข้อมูลและภาพประกอบจาก
รศ.ดร.เอกไท วิโรจน์สกุลชัย

✍ ผลิตสื่อโดย ฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย
🌟 แนะนำ/ติชม  https://forms.gle/e3MzPqrb2V9QE9Tp6