| 研究課題/領域番号 |
10650206
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 岐阜大学 |
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研究代表者 |
若井 和憲 岐阜大学, 工学部, 教授 (50021621)
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| 研究分担者 |
鬼頭 俊介 豊田工業高等専門学校, 講師 (80270271)
高橋 周平 岐阜大学, 工学部, 助手 (40293542)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1999年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1998年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
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| キーワード | Inteynal conbustion Engine / New Generation / Hydroger / NOx / Heat Flux / Lean Limit of Ignition / Flame Iet / Nottle / Internal Combuction Engine / Hydrogen / Flame Jet / Nozzle / Internal Combustion Engine / Pumping Loss / Ignition / Rapid Compression Machine |
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| 研究概要 |
10年度は、定容燃焼器を用いてNOxの生成量、ジェット衝突面やキャビティーの熱流束が通常点火と水素火炎ジェット点火でどう違うのか、空気の代わりに酸化剤として酸素を用いた場合の熱流束などを調べた。並行して急速圧縮機を用い、圧縮自着火限界や通常点火による点火希薄限界を調べた。11年度は、定容燃焼室でキャビティー内の熱流束を調べた。さらにそれに並行して、急速圧縮機を用いて水素火炎ジェットによる希薄点火限界を調べた。これらの結果を用いて、次世代エンジンの可能性がサイクル計算により見通せるシミュレーションソフトを開発を試みた。
その結果、以下のことが明らかとなった。
1.NOx生成量は同じ当量比なら通常点火も水素火炎ジェット点火もほとんど変わらず、同じ燃焼時間を持つ通常点火と水素ジェット点火法を比較するなら、後者の方が圧倒的に少ない。
2.火炎ジェット衝突壁面の熱流束は、同じ燃焼時間を持つ通常点火と較べてむしろ低い。
3.キャビティー内の熱流束は逆流により大きくなるため、冷却を行わないと過早着火する恐れが示唆される。
4.3.の条件に水素火炎ジェット点火法を適用すれば、筒内噴射で採用されている空燃比が45付近までなら圧縮比をとくに上げることなく確実に点火させ、燃焼速度を速くかつ安定にに燃焼させることができる。
5.代替空気による実験結果から、φ=0.15でも水素ジェット点火法を用いれば、非常に早い燃焼が可能であり、空気を用いた条件に単純に換算すると、圧縮前予混合気温度を450K程度にすればε=10程度の通常のエンジンでも、実現可能である。
6.エンジンの流路や燃焼室を体積要素に分解し、その要素前後にバルブをつけることでそれぞれの体積の中の圧力、温度の時間またはクランクアングルに関する連立微分方程式を立て、水素火炎ジェット点火による超希薄燃焼次世代エンジンの可能性を調べるためのサイクル計算を行うシミュレーションソフトを完成した。
7.そのサイクルにWiebeの発熱関数や、Woschniの放熱関数を組み込むことで、エンジンの性能評価を簡単に行うことができる。
以上の成果は、次ページの既公表論文の他、機論投稿中1編、第4回日韓合同熱光学会議で発表予定である。
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