2010 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロバブル燃料によるディーゼル機関の燃費と有害排気ガスの低減に関する研究
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22560842
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| Research Institution | Kurume National College of Technology |
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Principal Investigator |
中武 靖仁 久留米工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (30280481)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邉 孝司 久留米工業大学, 工学部, 教授 (80131895)
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| Keywords | エネルギー節約・効率利用 / 熱機関 / 低炭素社会 / マイクロバブル燃料 / ディーゼル機関 / バイオディーゼル燃料 / 大気汚染物質 / エジェクタ |
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| Research Abstract |
ディーゼル機関の燃費と有害排気ガス低減可能な方法に、近年主流となりつつある超高圧燃料噴射法(コモンレール式)が研究開発・適用されている。本研究は、既存のディーゼル機関への後付けが可能、また、燃料を超高圧化するリスクや費用の軽減、さらに高粘度でしかも高温腐食劣化などで超高圧噴射法の使用が困難とされるバイオディーゼル燃料への応用など、次世代スーパークリーンディーゼル技術に不可欠な燃焼前処理用の燃料改質装置として、位置づけられる研究である。
具体的方法としては、空気をマイクロ・ナノバブル(超微細気泡)として燃料に混入させることで、物理的効果として、粘度、表面張力を低下させディーゼル噴霧の微粒化を促進し、さらに化学的効果として溶存酸素量・イオン量・セタン価を上昇させ、燃焼促進を図る方法である。
今年度はまず始めに、機関性能実験および燃焼解析として、ディーゼル機関にエジェクタ式混入装置を設置して燃料消費率、充填効率、騒音、トルク特性、油温・排気ガス温度、吸気側・排気側空燃比およびシリンダ内圧などを比較測定した燃料消費量の低減評価を行った。結果としては、負荷平均に対して、3%程度の燃費低減効果は認められたが、シリンダ内圧・熱発生率に変化はなかった。理由としては、供試機関が小型空冷機関であることが挙げられた。そこで、これまでの空冷式(排気量265cc)から、より実験精度の高い、水冷式(排気量760cc)へ変更した。
次に、コモンレール式高圧燃料噴射の影響として、マイクロ・ナノバブル燃料は、現用のコモンレール式ディーゼル機関に不適合であることが課題となっているため、コモンレール式高圧燃料噴射装置により高圧噴射の影響について考察した。当初、燃料管路にあった燃料フィルタの容量が大きく、燃料改質の影響が出にくくなることが予測されたため、可能な限り小型フィルタに変更して、現在、予備実験を遂行中である。
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