2007 Fiscal Year Annual Research Report
火花放電の発光スペクトルを用いた局所混合気濃度計測法の開発
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19860073
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
桑原 一成 Osaka Institute of Technology, 大学工学部, 准教授 (00454554)
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| Keywords | 内燃機関 / 火花点火 / 混合気濃度 / 光学計測 |
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| Research Abstract |
熱効率向上に向けて内燃機関の一段と高度な燃焼制御を実現するためには,実機の発火運転中にシリンダー毎,サイクル毎の情報を得ることが必要である.しかし混合気濃度の計測法についてはこの要件を満たすものは皆無である.従来の光学的計測法には,レーザー光源を必要とする,光学窓の汚れが計測結果に影響を及ぼす,という問題がある.
ガソリン機関で必然的に行われる火花放電に伴う発光は,紫外から可視短波長域にかけて主にOHラジカル帯の発光,CNラジカル帯の発光,NO-Oの連続発光から構成される.研究代表者は,OHラジカル帯(306nm)の発光強度とCNラジカル帯(388mm)の発光強度の比と,混合気濃度の間には明確な相関関係があることを見出し,この関係を用いて局初混合気濃度を求めることが可能である,と考えた.この方法には,新たな光源を必要とせず光学系が簡素である,発光強度の絶対値ではなく発光強度の比を用いるため光学窓の汚れが計測結果に影響を及ぼすことはない,という利点がある.点火プラグに光学系を埋め込むことによって実機への適用が可能となる.
平成19年度には,本計測法を実機に適用するための段階的な取り組みとして,可視化定容燃焼器と二波長発光検出装置を用いて発光強度と混合気濃度の間の相関関係を求め,本計測法の本質的な有用性を検証した.また相関関係に影響を及ぼす因子,誤差要因に検討を加えた.発光強度のサイクル間変動に比べて発光強度比の変動が小さいことも発光強度比を用いることの利点であること,CO_2の存在がCNラジカル帯の発光強度に影響を及ぼすため,実機への適用では残留ガス量を明らかにしておく必要があること,を明らかにした.
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