Suggestion of exhaust emission reduction technique based on the effect of air entrainment acceleration of unsteady spray

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26820063
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 堀部 直人 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (90583881)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ディーゼル機関 / アフター噴射 / 少量噴射

Outline of Annual Research Achievements

単気筒ディーゼル機関において，非定常噴霧を含む多段噴射の活用により燃料と空気の混合を促進し，高効率・低エミッションとなる噴射条件を提案した．メイン噴射の直後に少量の燃料を噴射するアフター噴射を用いることで，NOx排出濃度を一定に保ったままで，黒煙濃度を低減し，なおかつ，熱効率を上昇させることができた．数値シミュレーションによって筒内の混合気形成状況を確認したところ，メイン噴射直後のアフター噴射を用いると，メイン噴射量を減少させたことによるメイン噴霧の希薄化に加え，アフター噴霧がメイン噴霧に利用されなかった筒内中心付近の空気を利用できるため，噴霧の希薄化が促進してすすの生成量が低減したと考えられる．また，アフター噴射を用いると明らかに等容度が低下するにも関わらず熱効率が上昇するのは，アフター噴射のような少量噴射では通常の噴霧に比べて噴霧先端速度の減衰が早いため，アフター噴霧は壁に到達する時間が遅く，到達時の速度も低いために，壁面への熱伝達率が小さくなり，冷却損失が低減して熱効率向上効果をもたらしたと考えられる．