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2010 Fiscal Year Annual Research Report

近接2重燃料弁を用いた舶用ディーゼル機関の低負荷域におけるNOx低減

Research Project

Project/Area Number 21360435
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

田島 博士  九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (70179688)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高崎 講二  九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (30154769)
Keywords舶用機関 / ディーゼルエンジン / NOx規制 / PCCI燃焼 / ECA
Research Abstract

本研究は,船舶の排出物規制海域内では部分負荷の頻度が高く,かつ頻繁な加減速がないことに着目して,舶用機関では類例のないPCCI燃焼(Premixed Charge Compression Ignition)を適用し,後処理装置に依存しないNOx低減を目指している.具体的には,噴射初期に高く,後期には低くなる噴射圧を印加する噴孔と,噴射圧が初期に低く,後期に高くなる噴孔とを近接させ,各噴霧を重合させることで噴射方向と噴霧の分散を能動制御する手法を提案しているが,平成22年度には,本研究の要となる近接2重燃料弁による予混合気の形成に着手するとともに,急速圧縮膨張装置を用いて,その燃焼特性を検証した,先ず,可視化定容容器を用いて噴射率で重合噴霧を制御する手法の成否を検証し,噴霧の分散が制御されるとともに過濃な噴霧核の形成も抑制されるなど所期の効果が得られることを確認した.次に,急速圧縮膨張装置に近接2重針弁を装着して,早期噴射によってPCCI燃焼を発現させた.現在は,ライトサイクル油(LCO)と軽油との相違,近接2重針弁と通常噴射弁との相違について調査中である.また,重合噴霧の混合気形成と燃焼過程を数値予測するため,新たな液滴衝突モデルの構築にも成功したが,芳香族炭化水素に対する満足な素反応モデルが存在しないことが論文調査や学会での討議で判明したため,ベンゼンの反応モデルの使用に留めている.平成22年度も研究成果の公表に努め,多数の論文を発表したが,LCOの燃焼性評価と機関の障害発生との相関を統計的に調査した論文に対し日本マリンエンジニアリング学会から平成22年度学会賞,油水重合噴霧の衝突モデルの構築に関する論文に対し優秀論文賞を受賞するなど,部分的な成果であるにも拘わらず,本研究は国内外で高い評価を得ていることを付記する

  • Research Products

    (44 results)

All 2011 2010

All Journal Article (22 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (22 results)

  • [Journal Article] Investigation of Knocking Phenomena of Large Gas Engine through Visualization and Simulation of Combustion Process2011

    • Author(s)
      H.Tajima, S.Kawauchi, D.Tsuru, D.Imhof, K.Sugiura
    • Journal Title

      Proc.8th International Colloquium Fuels

      Pages: 175-187

  • [Journal Article] Combustion of High-Aromatic Light Fuel in High-Speed and Low-speed Diesel Engines-Visual Study and Engine Running Tests2011

    • Author(s)
      Y.Abumiya, K.Takasaki, K.Okazaki, D.Yamanishi
    • Journal Title

      Proc.8th International Colloquium Fuels

      Pages: 447-458

  • [Journal Article] A step to reduce SOx emission from ships-Improvement in combustion of high-aromatic and low-sulfur distillate fuel2010

    • Author(s)
      K.Takasaki, S.Baba, K.Okazaki, K.Sugiura, H.Tanaka, D.Yamanishi
    • Journal Title

      Proc.26th CIMAC

      Pages: No.31(1-15)

  • [Journal Article] Combustion Quality of Marine Residual Fuel-Trend, Control, Effect on Engine2010

    • Author(s)
      A.Takeda, K.Adachi, N.Iijima, H.Miyano, H.Nakatani, H.Nomura, H.Tajima, S.Umemoto
    • Journal Title

      Proc.26th CIMAC

      Pages: No.84(1-12)

  • [Journal Article] New Application and Modeling of Low Ignitability Fuel for Marine Engines2010

    • Author(s)
      D.Struckmeier, H.Tajima, D.Tsuru
    • Journal Title

      Proc.26th CIMAC

      Pages: No.117(1-16)

  • [Journal Article] PM Emission from Ships-How to measure and reduce PM during voyage2010

    • Author(s)
      K.Maeda, M.Hori, G.Kon, K.Takasaki, M.Tsuda
    • Journal Title

      Proc.26th CIMAC

      Pages: No.87(1-19)

  • [Journal Article] Theoretical and experimental study on measures to minimize the NOx-SFC trade-off2010

    • Author(s)
      K.Sugiura, K.Okazaki, K.Shimada, K.Takasaki
    • Journal Title

      Proc.26th CIMAC

      Pages: No.205(1-12)

  • [Journal Article] Development of High-efficiency Gas Engine through Observation and Simulation of Knocking Phenomena2010

    • Author(s)
      H.Tajima, M.Kunimitsu, K.Sugiura, D.Tsuru
    • Journal Title

      Proc.26th CIMAC

      Pages: No.213(1-14)

  • [Journal Article] 飽和脂肪酸メチルエステルのディーゼル燃焼特性2010

    • Author(s)
      木下英二, Thet MYO, 市場新一, 張汝坤, 田島博士
    • Journal Title

      日本機械学会論文集 B編

      Volume: 76巻768号 Pages: 198-205

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Droplet Collision Modelling between Merging Immiscible Sprays in Direct Water Injection System2010

    • Author(s)
      D.Tsuru, H.Tajima, R.Ishibashi, S.Kawauchi
    • Journal Title

      Proc.ILASS Europa 2010

      Pages: No.154(1-10)

  • [Journal Article] Spray Collision Modeling of Direct Water Injection Using Graphics Processing Unit2010

    • Author(s)
      D.Tsuru, S.Kawauchi, H.Tajima
    • Journal Title

      Proc.THIESEL 2010

      Pages: 617-620

  • [Journal Article] Verbrennugscharakteristik von marinen Dieselkraftstoffen : Schwerol-Blends2010

    • Author(s)
      D.Struckmeier
    • Journal Title

      Proc.1. Rostocker Grossmotorentagung

      Pages: 174-195

  • [Journal Article] Verbrennug von hoch aromatischem Destillatkaftstoff mit geringem Schwefelanteil-Ein Schritt zur Minderung der SOx-Emissionen von Schiffen2010

    • Author(s)
      K.Takasaki
    • Journal Title

      Proc.1. Rostocker Grossmotorentagung

      Pages: 285-305

  • [Journal Article] 乳化ココナッツ油バイオディーゼル燃料のディーゼル燃焼2010

    • Author(s)
      木下英二, 藤本將仁, 吉本康文, 清水聡, 田島博士
    • Journal Title

      第80回(平成22年秋季)マリンエンジニアリング学術講演会 講演論文集

      Pages: 35-36

  • [Journal Article] 電子制御燃料噴射系による環境対応2010

    • Author(s)
      鐙谷祐介, 岡崎航介, 永村宣和, 高崎講二
    • Journal Title

      第80回(平成22年秋季)マリンエンジニアリング学術講演会 講演論文集

      Pages: 41-42

  • [Journal Article] 舶用残さ燃料油の燃焼性-燃焼性の傾向、燃焼管理、エンジンへの影響2010

    • Author(s)
      竹田充志, 中谷博司, 野村秀明, 飯島永之, 梅本眞一郎, 宮野春雄, 田島博士
    • Journal Title

      第80回(平成22年秋季)マリンエンジニアリング学術講演会 講演論文集

      Pages: 125-126

  • [Journal Article] 低硫黄・高芳香族燃料の燃焼に関する研究2010

    • Author(s)
      高崎講二, 岡崎航介, 川渕雄大, 竹田充志
    • Journal Title

      第80回(平成22年秋季)マリンエンジニアリング学術講演会講演論文集

      Pages: 195-196

  • [Journal Article] 可視化急速圧縮膨張装置を用いた大型ガスエンジンのノッキング現象の解明2010

    • Author(s)
      田島博士, 国光求, 杉浦公彦, 鶴大輔, 田中優佑
    • Journal Title

      第80回(平成22年秋季)マリンエンジニアリング学術講演会講演論文集

      Pages: 219-220

  • [Journal Article] Investigation of droplet collision behavior inside merging fuel sprays for PCCI combustion2010

    • Author(s)
      D.Tsuru, S.Kawauchi, R.Ishibashi, H.Tajima
    • Journal Title

      Proc.ILASS-Asia 2010

      Pages: 178-183

  • [Journal Article] Effects of Electronically Controlled Fuel Injection System (EFI) for Marine Diesel Engines2010

    • Author(s)
      K.Okazaki, K.Takasaki, H.Tajima, S.Shuto, S.Kawauchi, N.Nagamura
    • Journal Title

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      Volume: 45巻増刊号 Pages: 38-43

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Discrimination of BFO Quality on Multivariable Analysis of Combustion Process in Modified FIA Vessel2010

    • Author(s)
      H.Tajima, A.Takeda, K.Okazaki, D.Yamanishi, S.Kawauchi
    • Journal Title

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      Volume: 45巻増刊号 Pages: 56-61

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 急速圧縮膨張装置(RCEM)による大型ガスエンジンの燃焼模擬と異常燃焼現象の解明2010

    • Author(s)
      田島博士, 鶴大輔, 船越健司, 川内智詞, 杉浦公彦
    • Journal Title

      第48回燃焼シンポジウム講演論文集

      Pages: 352-353

  • [Presentation] Combustion of High-Aromatic Light Fuel in High-Speed and Low-speed Diesel Engines-Visual Study and Engine Running Tests2011

    • Author(s)
      Y.Abumiya, K.Takasaki, K.Okazaki, D.Yamanishi
    • Organizer
      8th International Colloquium Fuels
    • Place of Presentation
      Technische Akademie Esslingen, Ostfildern, Germany
    • Year and Date
      2011-01-20
  • [Presentation] Investigation of Knocking Phenomena of Large Gas Engine through Visualization and Simulation of Combustion Process2011

    • Author(s)
      H.Tajima, S.Kawauchi, D.Tsuru, D.Imhof, K.Sugiura
    • Organizer
      8th International Colloquium Fuels
    • Place of Presentation
      Technische Akademie Esslingen, Ostfildern, Germany
    • Year and Date
      2011-01-19
  • [Presentation] 急速圧縮膨張装置(RCEM)による大型ガスエンジンの燃焼模擬と異常燃焼現象の解明2010

    • Author(s)
      田島博士, 鶴大輔, 船越健司, 川内智詞, 杉浦公彦
    • Organizer
      第48回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      福岡ガーデンパレス,福岡市
    • Year and Date
      2010-12-02
  • [Presentation] 噴霧間衝突を利用する舶用機関における噴霧のシミュレーション2010

    • Author(s)
      田島博士
    • Organizer
      日本液体微粒化学会「微粒化研究会」講演会
    • Place of Presentation
      日本キスラー本社,東京都
    • Year and Date
      2010-10-27
  • [Presentation] Investigation of droplet collision behavior inside merging fuel sprays for PCCI combustion2010

    • Author(s)
      D.Tsuru, S.Kawauchi, R.Ishibashi, H.Tajima
    • Organizer
      ILASS-Asia 2010 (Liquid Atomization and Spray Systems)
    • Place of Presentation
      Ocean Suites Jeju Hotel, Jeju, Korea
    • Year and Date
      2010-10-21
  • [Presentation] 舶用大型ディーゼル機関デザイナの環境対応技術2010

    • Author(s)
      高崎講二
    • Organizer
      日本機械学会 中国四国支部・九州支部合同企画フォーラム(日本マリンエンジニアリング学会共催)
    • Place of Presentation
      徳島大学, 徳島市
    • Year and Date
      2010-10-15
  • [Presentation] Verbrennugscharakteristik von marinen Dieselkraftstoffen : Schwerol-Blends2010

    • Author(s)
      D.Struckmeier
    • Organizer
      1. Rostocker Grossmotorentagung
    • Place of Presentation
      Radisson SAS Hotel Rostock, Rostock, Germany
    • Year and Date
      2010-09-17
  • [Presentation] Verbrennug von hoch aromatischem Destillatkaftstoff mit geringem Schwefelanteil-Ein Schritt zur Minderung der SOx-Emissionen von Schiffen2010

    • Author(s)
      K.Takasaki
    • Organizer
      1. Rostocker Grossmotorentagung
    • Place of Presentation
      Radisson SAS Hotel Rostock, Rostock, Germany
    • Year and Date
      2010-09-17
  • [Presentation] Spray Collision Modeling of Direct Water Injection Using Graphics Processing Unit2010

    • Author(s)
      D.Tsuru, S.Kawauchi, H.Tajima
    • Organizer
      THIESEL-2010 (Thermo- and fluid dynamic processes in Diesel Engines)
    • Place of Presentation
      Universidad Politecnica De Valencia, Valencia, Spain
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] Activities of JIME (Japan Institute of Marine Engineering) for Global Environmental Protection2010

    • Author(s)
      K.Takasaki
    • Organizer
      IMarEST Evening Technical
    • Place of Presentation
      Headquarter of IMarEST, London, UK
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] Droplet Collision Modeling between Merging Immiscible Sprays in Direct Water Injection System2010

    • Author(s)
      D.Tsuru, H.Tajima, R.Ishibashi, S.Kawauchi
    • Organizer
      ILASS-Europe 2010 (Liquid Atomization and Spray Systems)
    • Place of Presentation
      Brno University of Technology, Brno, Czech Republic
    • Year and Date
      2010-09-07
  • [Presentation] 低硫黄・高芳香族燃料の燃焼に関する研究2010

    • Author(s)
      高崎講二, 岡崎航介, 川渕雄大, 竹田充志
    • Organizer
      第80回(平成22年秋季)マリンエンジニアリング学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ,新潟市
    • Year and Date
      2010-09-01
  • [Presentation] 舶用残さ燃料油の燃焼性-燃焼性の傾向、燃焼管理、エンジンへの影響2010

    • Author(s)
      竹田充志, 中谷博司, 野村秀明, 飯島永之, 梅本眞一郎, 宮野春雄, 田島博士
    • Organizer
      第80回(平成22年秋季)マリンエンジニアリング学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ,新潟市
    • Year and Date
      2010-08-31
  • [Presentation] 可視化急速圧縮膨張装置を用いた大型ガスエンジンのノッキング現象の解明2010

    • Author(s)
      田島博士, 国光求, 杉浦公彦, 鶴大輔, 田中優佑
    • Organizer
      第80回(平成22年秋季)マリンエンジニアリング学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ,新潟市
    • Year and Date
      2010-08-31
  • [Presentation] 乳化ココナッツ油バイオディーゼル燃料のディーゼル燃焼2010

    • Author(s)
      木下英二, 藤本將仁, 吉本康文, 清水聡, 田島博士
    • Organizer
      第80回(平成22年秋季)マリンエンジニアリング学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ,新潟市
    • Year and Date
      2010-08-30
  • [Presentation] 電子制御燃料噴射系による環境対応2010

    • Author(s)
      鐙谷祐介, 岡崎航介, 永村宣和, 高崎講二
    • Organizer
      第80回(平成22年秋季)マリンエンジニアリング学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ,新潟市
    • Year and Date
      2010-08-30
  • [Presentation] A step to reduce SOx emission from ships-Improvement in combustion of high-aromatic and low-sulfur distillate fuel2010

    • Author(s)
      K.Takasaki, S.Baba, K.Okazaki, K.Sugiura, H.Tanaka, D.Yamanishi
    • Organizer
      26th CIMAC (International Congress on Combustion Engine Technology)
    • Place of Presentation
      Grieghallen Congress Centre, Bergen, Norway
    • Year and Date
      2010-06-17
  • [Presentation] New Application and Modeling of Low Ignitability Fuel for Marine Engines2010

    • Author(s)
      D.Struckmeier, H.Tajima, D.Tsuru
    • Organizer
      26th CIMAC (International Congress on Combustion Engine Technology)
    • Place of Presentation
      Grieghallen Congress Centre, Bergen, Norway
    • Year and Date
      2010-06-17
  • [Presentation] Combustion Quality of Marine Residual Fuel-Trend, Control, Effect on Engine2010

    • Author(s)
      A.Takeda, K.Adachi, N.Iijima, H.Miyano, H.Nakatani, H.Nomura, H.Tajima, S.Umemoto
    • Organizer
      26th CIMAC (International Congress on Combustion Engine Technology)
    • Place of Presentation
      Grieghallen Congress Centre, Bergen, Norway
    • Year and Date
      2010-06-16
  • [Presentation] PM Emission from Ships-How to measure and reduce PM during voyage2010

    • Author(s)
      K.Maeda, M.Hori, G.Kon, K.Takasaki, M.Tsuda
    • Organizer
      26th CIMAC (International Congress on Combustion Engine Technology)
    • Place of Presentation
      Grieghallen Congress Centre, Bergen, Norway
    • Year and Date
      2010-06-15
  • [Presentation] Theoretical and experimental study on measures to minimize the NOx-SFC trade-off2010

    • Author(s)
      K.Sugiura, K.Okazaki, K.Shimada, K.Takasaki
    • Organizer
      26th CIMAC (International Congress on Combustion Engine Technology)
    • Place of Presentation
      Grieghallen Congress Centre, Bergen, Norway
    • Year and Date
      2010-06-15
  • [Presentation] Development of High-efficiency Gas Engine through Observation and Simulation of Knocking Phenomena2010

    • Author(s)
      H.Tajima, M.Kunimitsu, K.Sugiura, D.Tsuru
    • Organizer
      26th CIMAC (International Congress on Combustion Engine Technology)
    • Place of Presentation
      Grieghallen Congress Centre, Bergen, Norway
    • Year and Date
      2010-06-15

URL: 

Published: 2012-07-19  

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