2015 Fiscal Year Annual Research Report
超高効率次世代エンジン燃焼用燃料の新着火指標の研究
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25420142
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
柴田 元 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70613785)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 英之 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40185509)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | HCCIエンジン / 燃料 / 着火指標 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、最新の次世代内燃機関に適した燃料の着火指標を構築することを目的とする。平成26年度までに炭化水素の着火指標（HI index）を開発し、吸気酸素濃度、機関回転速度、吸気酸素濃度に対して本HI indexがセタン価よりも優れた着火性を示すことを明らかにした。この中で、特に吸気酸素濃度を変化させると着火遅れとの相関が悪くなることから、平成27年度は吸気酸素濃度が変化した際に各炭化水素の化学構造が着火性に与える影響について9個の構造パラメータを用いて調べた。吸気酸素濃度17％、19％、21％の3条件でエンジン実験を行い、各燃料と着火時期（CA10 HTHR）との相関を調べた。その結果、着火遅れに大きく寄与する構造パラメータは、C2（2級炭素の数）、C2n（ナフテン環側鎖中の2級炭素の数）、Cn（ナフテン環炭素の数）、Cb（ベンゼン環の炭素の数）の4個であり以下のことが明らかとなった。①ベンゼン環及びナフテン環は着火時期を遅角させ、酸素濃度が低いほどその効果が大きい、②2級炭素は着火時期を進角させる効果があるが吸気酸素濃度の低下とともに着火時期を進角させる影響が小さくなる、③ナフテン環側鎖中の2級炭素は着火時期を進角させる効果があり吸気酸素濃度の低下とともに着火時期を進角させる影響が大きくなることが明らかとなった。
このような実験背景から、次世代HCCIエンジンでは従来のオクタン価やセタン価といった着火指標では整理できず、本研究でえられたHCCI指標（HI index）を用いた整理が相応しく、炭化水素の構造面に踏み込んだ整理が必要であることが明らかとなった。本研究は日本機械学会主催の2015年度年次大会で発表した。
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