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メタノールの低温酸化反応抑制効果によるジメチルエーテル高速圧縮予混合気の着火制御

研究課題

研究課題/領域番号 14550171
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関北海道大学

研究代表者

小川 英之  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40185509)

研究分担者 城戸 章宏  北海道自動車短期大学, 自動車工業科, 助教授
宮本 登  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60003208)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2003年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2002年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワード予混合圧縮着火 / メタノール / 低温酸化反応 / OHラジカル / 内燃機関 / エミッション / ジメチルエーテル / アルコール
研究概要

DME予混合圧縮着火燃焼において反応抑制物質の筒内直接噴射による急激燃焼の抑制効果と運転可能領域の拡大効果について実験および反応動力学的解析により検討した.その結果,反応抑制物質の筒内直接噴射によって,着火時期と急激燃焼の抑制,ならびに通常のディーゼル燃焼に匹敵する高負荷までの運転領域拡大が可能であり,運転全域で熱効率を大きく低下させることなく完全無煙・超低NOx燃焼が得られることが示された.さらに,反応抑制物質噴射により低温酸化反応発現までの温度が低下するとともに,その熱発生が著しく抑制され,それにともなう温度低下により主燃焼も抑制されること,メタノール噴射による燃焼抑制に対しては,温度低下効果とともに,化学的効果が大きく作用すること,水噴射による燃焼抑制には,化学的効果はメタノール噴射に比べると小さく,主に温度低下効果が大きく作用するこどなどを示した.一方,多くの非アルコール系含酸素燃料やベンゼン,水素,メタンなどの低着火性燃料にはこのような化学的抑制効果がほとんど認められなかった.また,水あるいはメタノールの噴射時期を前進させるほど着火および燃焼の抑制効果が増大するが,過度に前進させる主燃焼がむしろ急激になることからそれぞれ最適値が存在すること,メタノール噴射量により投入熱量を設定し,高負荷ではメタノールを主燃料とすることによりIMEPが0.8MPaに達する予混合圧縮着火燃焼が可能であることがわかった.メタノール導入によりH, OH, Oの各ラジカルがいずれも低温酸化反応発現前から顕著に減少しており,その結果として低温酸化反応を抑制する機構が考えられた.種々の反応抑制物質噴射により低温酸化反応を開始する温度が上昇するのに対し,その際のOHラジカル濃度は4x10-10程度の一定値をとることがわかった.

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] 金子真也: "燃焼反応抑制物質導入による予混合圧縮着火燃焼の制御とその機構"日本機械学会論文集B編. 69・680. 222-228 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideyuki Ogawa: "Combustion Control and Operating Range Expansion with Direct Infection of Reaction Suppressors in a Premixed DME HCCI Engine"SAE Paper. 2003-01-0746. 57-68 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideyuki Ogawa: "Combustion Control and Operating Range Expansion in an HCCI Engine with Selective Use of Fuels with Different"SAE Paper. 2003-01-1827. 1-12 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 金子 真也: "メタノール直接噴射による予混合圧縮着火機関の燃焼制御と運転領域拡大"日本機械学会論文集B編. 69・682. 231-236 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kaneko, N., Ando, H, Ogawa, H., Miyamoto N.: "Expansion of the Operating Range with In-cylinder Water Injection in a Premixed Charge Compression Ignition Engine"SAE Paper. 2002-01-1743. 1-7 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogawa, H., Kaneko, N., Ando, H., Miyamoto, N.: "Combustion Control and Operating Range Expansion with Direct Injection of Reaction Suppressors in a Premixed DME HCCI Engine"SAE Paper. 2003-01-0746. 1-12 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogawa, H., Miyamoto, N., Kaneko, N., Ando, H.: "Combustion Control and Operating Range Expansion in an HCCI Engine with Selective Use of Fuels with Different Low-Temperature Oxidation Characteristics"SAE Paper. 2003-01-1827. 1-12 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 金子真也: "DMEを吸入する予混合圧縮着火機関の燃焼制御-反応抑制物質の直接噴射による運転領域の拡大-"自動車技術会論文集. 33・4. 77-83 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hideyuki Ogawa: "Combustion Control and Operating Range Expansion with Direct Injection of Reaction Suppressors in a Premixed DME HCCI Engine"SAE Paper. 2003-01-0746. 57-68 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hideyuki Ogawa: "Combustion Control and Operating Range Expansion in an HCCI Engine with Selective Use of Fuels with Different Low-Temperature Oxidation Characteristics"SAE Paper. 2003-01-1827. 1-11 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 金子真也: "DMEを吸入する予混合圧縮着火期間の燃焼制御-反応抑制物質の直接噴射による運転領域の拡大-"自動車技術会論文集. 33・4. 77-83 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hideyuki Ogawa: "Combustion Control and Operating Range Expansion with Direct Injection of Reaction Suppressors in a Premixed DME HCCI Engine"SAE Paper. 2003-01-0746. 57-68 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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