不均一EGR用いた局所高温部形成による予混合圧縮着火燃焼制御の研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18760151
• Research Institution: The University of Shiga Prefecture
• Principal Investigator: 河崎 澄 滋賀県立大学, 工学部, 講師 (90346099)
• Keywords: 不混合圧縮着火機関 / 燃焼制御 / 排気再循環 / 不均一 / 内部EGR

Research Abstract

天然ガスを燃料とする予混合圧縮着火機関において,燃焼ガスを高温のまま燃焼室に再循環(内部EGR)して予混合気中に不均一に分布させることによる着火時期制御と吸気予熱量削減の可能性を実験的に検討した.平成18年度は,単筒試験エンジンに2種類の排気再循環方式を適用することにより,高温燃焼ガスと予混合気の混合不均一が圧縮着火燃焼に及ぼす影響を調査した.すなわち,吸気行程中に排気弁を開いて高温燃焼ガスを燃焼室に再導入する方法(排気再開弁)と,排気行程中に吸気弁を開いて吸気管に逆流させた燃焼ガスを新気とともに再導入する方法(吸気先立開弁)を比較した.排気再開弁方式では燃焼ガスと新気が燃焼室内において初めて出会うため,吸気管内において両者の混合が開始する吸気先立開弁にくらべて圧縮端での混合状態が不均一になる.実験の結果,排気再開弁方式の方が少量の再循環量でも高い着火促進効果が得られることが示された.これは,燃焼ガスの不均一度が高い場合には局所的な高温部が生じ,同じ再循環量でも混合が進んで平均温度が低下した条件に比べて,その局所高温部が早期に着火したものと推察される.しかし,エンジンを用いた実験だけでは,排気再循環の方式によって吸排気管表面からの熱損失量が異なるため,不均一の影響だけを取り出して調査することが困難である.そのため,エンジンベンチでの試験と並行して,実験条件の設定が容易な急速圧縮膨張装置RCEMの設計・製作を進めており,平成19年度は主にRCEMを用いて局所高温部の存在が着火・燃焼に及ぼす影響をより詳細に調査する.