2012 Fiscal Year Annual Research Report
燃料設計手法による混合気制御・燃料着火制御併用型低エミッション噴霧燃焼法の開発
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22360091
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
千田 二郎 同志社大学, 理工学部, 教授 (30226691)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑原 一成 大阪工業大学, 工学部, 教授 (00454554)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | ディーゼル機関 / 非定常噴霧燃焼 / 多成分燃料 / 噴霧火炎時空間制御 / 熱損失低減 / 熱効率向上 |
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| Research Abstract |
現在、ディーゼル機関におけるさらなる低エミッション化を目的として、燃料噴射時期の早期化による筒内の混合気の予混合化を促進した予混合圧縮自着火(PCCI：Premixed Charge Compression Ignition )燃焼法が盛んに研究されているが、高負荷領域における急峻な圧力上昇の発生が問題として挙げられる。この対策として過去に筒内の当量比分布や温度分布に不均一性を付与することによる燃焼制御手法の研究が報告されている。これらより、混合気の濃度分布制御は重要であり、混合気形成から燃焼に至るまでの過程において、噴霧燃焼の制御手法の確立は欠かすことができない。そこで、本研究では燃料の物理的・化学的性質を利用し、噴霧制御を可能とする燃料設計手法を提案している。過去の研究では本手法の利用により、蒸気相長さ等の噴霧形状を人為的に制御できる可能性を示唆した。さらに、混合気形成過程のより詳細な制御は、着火後における噴霧火炎形態の制御が期待できる。すなわち、火炎と燃焼室壁面との干渉による熱損失を低減できるコンパクトな火炎形態の実現範囲を把握し、さらなる高効率化の可能性もまた期待される。
本論文では二成分混合燃料を用いた火炎構造における制御の可能性を検証した。そこで、着火特性および火炎構造を把握するため、定容燃焼容器を用いて化学種自発光計測および輝炎の撮影を行なった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
4.3 バイオディーゼル・エタノール混合燃料における着火・燃焼特性の把握（平成24 年度，千田）→当初の予定通りの達成度が得られた。
4.4 バイオディーゼル・エタノール混合燃料における排気特性の把握（平成25 年度，千田）→当初の予定通りの達成度が得られた。
5.1 混合気濃度不均一場の着火・燃焼過程のモデル解析（平成23～24 年度，桑原，小橋） →当初の予定通りの達成度が得られた。
5.2 混合気濃度分布と燃焼特性の体系的なデータベース化（平成25 年度，千田）
→より体系的な燃焼特性の実験の実施が必要で、達成度はやや遅れている。
5.3 実機関適用への具体的なスキームとその効果の予測（平成25 年度，千田，藤本，小橋，桑原）→実機適用時の効果予測のためのデータベースがやや不足している。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の、「混合気濃度分布と燃焼特性の体系的なデータベース化」および「実機関適用への具体的なスキームとその効果の予測」のための追加実験・調査が必要である。特に、着火画像撮影実験結果の解析中に新たな知見を得た。新発見の事象を究明する追加実験の設備導入および安全対策に時間を要する・
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