2021 Fiscal Year Research-status Report
副室トーチ火炎を用いた能動的ノッキング制御技術の構築に関する研究
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20K04330
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
田上 公俊 大分大学, 理工学部, 教授 (60284783)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 燃焼 / 副室式点火燃焼 / 内燃機関 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在，運輸・発電分野におけるエネルギー利用の主力である火花点火エンジンの熱効率向上のために高過給・高圧縮比化がすすめられているが，高過給・高圧縮比化により異常燃焼（ノッキング）が発生しやすくなることから，ノッキングの現象解明および回避策の確立は熱効率向上に際して重要な課題となっている．申請者のこれまでの研究から燃焼場の温度勾配を制御することで，ノッキング強度を低減できる可能性があることがわかった．本研究の目的はノッキングの現象解明と，副室からのトーチ火炎により，能動的に燃焼室に温度勾配を制御することでノッキング強度を低減する技術の確立である．昨年度は副室を備えた定容燃焼器を用いて主室の燃焼に及ぼす副室点火の影響に関してメタンを対象に体系的な考察を行った．本年度は副室を備えたRCEM (急速圧縮膨張装置)を用いて主室の燃焼に及ぼす副室点火の影響に関して水素を添加したメタンを対象に体系的な考察を行い，以下のことがわかった．
1.噴口径1.5mmの条件では水素を10%添加しても主室の着火しなかった．噴流速度は水素を添加することで上昇したが，主室内の乱れが強くなり着火には至らなかった．
2.噴口径2.1mmの条件では噴流速度が上昇する事により着火遅れ時間は早期化し，主室内の火炎伝播も向上した．更に，希薄付近での水素の影響が大きく，燃焼を促進させる効果が大きかった．
3.しかし，着火に関しては噴流速度が速すぎても主室が着火しないため，適切な噴流速度が存在するといえる．
結果として論文1報，学会発表6件を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請書に記載した実験計画に関しては概ね達成した．今年度は主にRCEMを用いた研究により，論文や学会発表を行った．コロナの影響で部品調達が遅れて，装置セッティングが遅れた計画に関しては，来年度以降の課題となった．
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| Strategy for Future Research Activity |
部品調達が遅れた実験に関して来年度に実験を行う．入荷していない部品を使用しない装置で遂行可能な予備実験はおこなっている．また，既に部品の入手に関しては目処が立っていることから，申請書記載の研究成果予定に変更はない．
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| Causes of Carryover |
前述のように部品調達に遅れが生じ，研究費の残が生じた．既に部品の入手に関しては目処が立っており，実験は来年度行える予定である．
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