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油温分布3次元計測の非接触検定レス化とキャビテーション現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K03915
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分19020:熱工学関連
研究機関山梨大学

研究代表者

舩谷 俊平  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (50607588)

研究分担者 坂間 清子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (70773539)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
キーワードLIF / 可視化計測 / 温度計測 / ミッションオイル / 温度分布計測
研究開始時の研究の概要

(1)親油性蛍光体を用いた温度分布可視化計測システムを開発し、作動油内の温度分布の高精度・高解像度・温度計測技術を確立する。
(2)上記温度分布可視化計測システムを用いた作動油の気泡断熱圧縮現象の液相部の気泡径、界面位置(界面形状)の時間変化、温度分布、速度分布計測を行い、数値解析の妥当性を検証する。
(3)作動油の酸化劣化を抑制できる設計条件について提案する。

研究成果の概要

本研究では,Pirromethene597を用い独自開発したトランスミッションオイル用2色LIF法により,自動車用トランスミッションオイル内の音響キャビテーションによる温度上昇の可視化計測に成功し,キャビテーションがトランスミッションオイルの局所的温度上昇をもたらすことを確認できた.しかし計測された約10.0 ℃の温度上昇はトランスミッションオイルの物性への影響をもたらす要因となるとは言えず,また気泡崩壊による気泡周辺最大温度の概算は未達成である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

我が国におけるエネルギー消費量の70%超が産業、運輸部門における商品である。これらの部門では、建設機械を筆頭に、種々の油圧制御機構(油圧シリンダ、変速機など)が用いられており、これらサブシステムによるエネルギー損失は、機械駆動時のエネルギー損失の約70%に達する。このエネルギー損失の主要因の一つが、キャビテーションにおける気泡断熱圧縮による作動油の酸化劣化とラッカー(酸化縮合物)生成である。このキャビテーションならびに気泡断熱圧縮においては、気泡が崩壊する瞬間に微小な高温高圧領域が生じることが指摘されているが実測されておらず、この現象解明の意義は大きい。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Improvement of Temperature Measurement Accuracy of Hot Airflow Using Ultrafine Thermo-Sensitive Fluorescent Wires of Lumisis Phosphor2024

    • 著者名/発表者名
      Funatani Shumpei、Tsukamoto Yusaku
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 24 号: 8 ページ: 2510-2510

    • DOI

      10.3390/s24082510

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical formulation of streak failure conditions and numerical investigation to optimize the illumination code of particle streak velocimetry2023

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Yusaku、Funatani Shumpei
    • 雑誌名

      Journal of Visualization

      巻: 26 号: 6 ページ: 1359-1374

    • DOI

      10.1007/s12650-023-00940-4

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a Temperature Distribution Measurement System for Transmission Oil for Transportation Equipment2023

    • 著者名/発表者名
      Funatani Shumpei、Takei Ryoga、Tsukamoto Yusaku
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 23 号: 12 ページ: 5499-5499

    • DOI

      10.3390/s23125499

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Temperature Measurement of Hot Airflow Using Ultra-Fine Thermo-Sensitive Fluorescent Wires2022

    • 著者名/発表者名
      Shumpei Funatani, Yusaku Tsukamoto, Koji Toriyama
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 22 号: 9 ページ: 3175-3175

    • DOI

      10.3390/s22093175

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] トランスミッションオイル内キャビテーションの温度分布計測による非接触温度分布可視化技術の実証実験2023

    • 著者名/発表者名
      塩澤龍一、舩谷俊平
    • 学会等名
      日本機械学会 山梨講演会2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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