1999 Fiscal Year Annual Research Report
水素火炎ジェット点火法を応用した次世代エンジンの基礎研究
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10650206
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
若井 和憲 岐阜大学, 工学部, 教授 (50021621)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鬼頭 俊介 豊田高等専門学校, 講師 (80270271)
高橋 周平 岐阜大学, 工学部, 助手 (40293542)
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| Keywords | Internal Combuction Engine / New Generation / Hydrogen / NOx / Heat Flux / Lean Limit of Ignition / Flame Jet / Nozzle |
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| Research Abstract |
昨年度は、定容燃焼器を用いてNOxの生成量、ジェット衝突面やキャビティーの熱流束が通常点火と水素火炎ジェット点火でどう違うのか、空気の代わりに酸化剤として酸素を用いた場合の熱流束などを調べた。並行して急速圧縮機を用い、圧縮自着火限界や通常点火による点火希薄限界を調べた。今年度は、定容燃焼室でキャビティー内の熱流束を調べた。さらにそれに並行して、急速圧縮機を用いて水素火炎ジェットによる希薄点火限界を調べた。これらの結果を用いて、次世代エンジンの可能性がサイクル計算により見通せるシミュレーションソフトを開発することができた。
その結果、今年度は以下のことが明らかとなった。
1.キャビティー内の熱流束は逆流により大きくなるため、冷却を行わないと過早着火する恐れが示唆された。
2.急速圧縮機による自着火実験では、メタンはもともと自着火しにくく、実験範囲(圧縮比=6〜20)暖慢な発熱は観測するものの、いわゆる爆発と言えるものはなかった。
3.水素-空気火炎ジェットを用いると、希薄点火限界当量比は0.4となり、期待した0.33は達成できなかった。これはしかし、急速圧縮機の構造的問題も含んでいるので、その欠点を補えば十分達成できる見通しがある。さらに、水素-酸素混合気なら、十分可能と思われるが、今回はそこまで確認する時間的余裕が残らなかった。
4.水素火炎ジェット点火による超希薄燃焼次世代エンジンの可能性を調べるためのサイクル計算を行うシミュレーションソフトを完成した。しかし、使用すべき実験結果が期限内に一部間に合わなかったため、その可能性に関する見通しを定量的に言うためのデータは得られていない。
以上の成果は、次ページの既公表論文の他、機論投稿中1編、第4回日韓合同熱工学会議で発表予定である。
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[Publications] 鬼頭,若井,高橋ほか2名: "水素火炎ジェット点火法による燃焼制御(熱流束およびNOx)"機論(B編). 65・633. 1807-1812 (1999)
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[Publications] 鬼頭,若井,高橋ほか1名: "水素火炎ジェット点火法による燃焼制御(水素-酸素火炎ジェットの効果)"機論(B編). 65・640. 4117-4123 (1999)
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[Publications] S.Kito,K.Wakai,S.Takahashi and et al: "Ignition Limit of Mixture by Hydrogen Flame Jet Ignition"JSAE Review. 21-3(掲載決定). (2000)
