2017 Fiscal Year Research-status Report
高密度に設置したイオンプローブ群によるノッキングの詳細計測手法の開発
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16K06133
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| Research Institution | Hiroshima Institute of Technology |
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Principal Investigator |
八房 智顯 広島工業大学, 工学部, 准教授 (50346524)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | イオンプローブ / 伝播火炎 / 詳細計測 / 異常燃焼 / 爆発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，高密度に設置した複数のイオンプローブを用い，ガソリンエンジン内で生じるノッキング（異常燃焼）を，時間的・空間的に高い解像度で計測が可能な技術の開発を目的としている。本手法は可視化や圧力計測など従来のノッキング計測技術に比べて計測部の物理的強度が高く，高速かつ空間的に解像度の高い燃焼計測が可能であるため，ノッキングのような爆発的で高速の燃焼現象の計測にも最適である。さらにデトネーション（原発や水素ステーションの事故時にも発生しうる水素爆発など）の性質解明に必要な詳細計測も可能である。本計測手法は爆発的な高速燃焼現象に対して広く利用できる詳細計測ツールになり得るものであり，研究期間内に同手法の基本特性を調査し，実用化の目途を立てる。
本計測技術の研究・開発は「密閉管内燃焼の計測」と「ガソリンエンジン内燃焼の計測」に分けて研究・開発を進めている。前者の「密閉管内燃焼の計測」においては，管内を伝播する様々なタイプの火炎について詳細な計測データを得ることができるようになり，技術開発としてはほぼ完了した。現在は得られた研究成果を学術誌へ投稿するため論文を執筆中である。また，広島大学および名古屋大学で実施されている燃焼実験の計測に本計測方法の導入を準備している。
後者の「ガソリンエンジン内燃焼の計測」では，詳細は後述するが信号増幅，イオンプローブ設置の問題など克服すべき問題点が明らかになっており，引き続き研究・開発を進めて行く必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本技術の開発にあたり，「①信号増幅回路の最適化」「②多点信号記録装置の最適化」「③記録データの後処理技術の開発」「④密閉管内燃焼の計測」「⑤ガソリンエンジン内燃焼の計測」の5要素に分けて研究・開発を進めている。
「④密閉管内燃焼の計測」に対し，①と②は2016年度中に完了した。また，③については2017年度にデータ補完時のオーバーシュートの問題をほぼ克服し，技術開発完了の目途が立った。したがって「④密閉管内燃焼の計測」については，基礎技術がほぼ確立できた状態である。現状は研究成果の論文を執筆しており，さらに同計測技術を用いて他の2大学で実施されている燃焼実験の計測に本計測方法の導入を準備している。
「⑤ガソリンエンジン内燃焼の計測」については，火炎信号が④よりも弱く「①信号増幅回路の最適化」に課題が残っている。またイオンプローブの設置方法に起因する物理的な強度不足が新たに問題となっており，これも合わせて解決策を見出していく必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
本技術の開発にあたり，「①信号増幅回路の最適化」「②多点信号記録装置の最適化」「③記録データの後処理技術の開発」「④密閉管内燃焼の計測」「⑤ガソリンエンジン内燃焼の計測」の5要素に分けて研究・開発を進めている。前述のように「④密閉管内燃焼の計測」に対しては，計測技術の開発はほぼ完了した。
「⑤ガソリンエンジン内燃焼の計測」については，弱い火炎信号を十分な強度・速度で増幅できるよう「①信号増幅回路の最適化」をすべく適した方法を探っていく。またイオンプローブを高密度で設置するためにはネジなどの物理的な接合が使えず，現状では耐熱接着剤を用いてイオンプローブを設置している。しかしガソリンエンジンを長時間連続で運転すると接着剤の耐熱耐久性が問題となりシリンダ内の気密を保つことができなくなるため，最適なイオンプローブの設置方法を探っていく。「②多点信号記録装置の最適化」については，エンジン内で発生する継続的な燃焼に対して必要な部分のみを選択的にデータ取得し，エンジン燃焼に最適化した記録装置の構築を行う。
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| Causes of Carryover |
わずかな残額が生じたが予算消化的な執行はせず，次年度の予算に繰り込んで有効に使った方が良いと考えた。
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Research Products
(5 results)
