| 研究課題/領域番号 |
19K04233
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
窪山 達也 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80578831)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 火花放電 / 着火 / 点火 / 希薄燃焼 / 暖機過程 / 遅角燃焼 / 放電 / 可視化 / 火炎核形成 / 初期燃焼 / 着火制御 / 希釈燃焼 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
二酸化炭素排出量の削減のため，燃焼を利用したエネルギー変換効率の飛躍的な向上が求められている．熱効率を50%以上にまで高められる次世代の燃焼技術として，超希薄予混合燃焼に対する期待が高いが，着火制御が難しいことが課題である．また，次世代のエネルギー変換機器に対しては，再生可能エネルギーから作られる水素やバイオ燃料など多様な燃料への対応が求められる．本研究では，火花放電による着火制御に着目し，多様な燃料種を利用した超希薄予混合燃焼場において，火花放電から着火に至る過程について，実験的に現象を理解し，その工学的な応用として，高効率燃焼や多様な燃料に対応可能な着火制御技術の確立を目指す．
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| 研究成果の概要 |
希薄高流動条件，および触媒暖気条件を模擬したリタード着火条件における着火安定性に火花放電特性が与える影響を調べるため，三種類の放電特性の異なるコイルを用いて燃焼・可視化試験を実施した．この結果，希薄・高流動条件では，放電電流の増大によって，放電路の吹き消えの抑制や高エネルギー化によりリーン限界を拡大できることがわかった．一方，触媒暖気条件においては，放電期間の短いコイルでの燃焼安定性が低下した一方，高電流化，高エネルギー化を進めても着火安定性の向上にはつながらない．すなわち，リタード点火時の着火安定性を向上するためには，放電期間の長期化が効果的であることが明らかになった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
内燃機関の高効率化技術である希釈燃焼，実走行時に問題となる始動・暖機過程における着火安定性の向上を可能とする知見が得られており，ハイブリッド車両を含めた乗用車の燃料消費削減につながる制御技術に応用可能な成果が得らえており，工学的な価値が高い．
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