| 研究概要 |
内燃機関を始めとする燃焼機器においては燃料の組成が着火や燃焼に影響を与えることがよく知られている.本研究では燃料影響が生じるしくみを炭化水素成分間の相互作用に着目して明らかにするため,実用燃焼装置および模擬燃焼装置の両方を用いた検討を行った.実用燃焼装置として,希薄燃焼火花点火機関および二元燃料機関において,天然ガス混合気中における軽油噴霧の着火性,あるいはメタン中に微量に高級炭化水素を混合した時の希薄燃焼限界の変化などについて検討した.
また,燃料噴霧の着火に対する燃料組成の影響を調べるため,まず,急速圧縮燃焼装置および流動反応装置を用いて炭化水素燃料の着火過程に関する基本的な理解を得た.しかしながら,燃料噴霧のような不均質系では,燃料ー空気の混合過程の速さが燃料の酸化過程に強く影響すると思われたので,新たに高圧噴射装置を備えた定容燃焼装置を設計,製作し,主として高圧の噴射条件で燃料影響を評価した.これらの結果をまとめると,高い噴射圧力あるいは小さな噴口を用いた場合は,炭化水素組成を大きく変化させても着火に対する影響が小さくなること,ある程度以下の雰囲気温度,圧力の元では,直鎖飽和炭化水素燃料中に芳香族燃料を混合すると,着火に必要な中間生成物である低級炭化水素の供給が直鎖飽和分によって行われるのみで,芳香族成分は不活性物質として働くため,着火遅れが伸びること,見かけの活性化エネルギーの温度依存性は燃料組成だけでなく,燃料ー空気の混合速度に強く影響されることなどが分かった.
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