電子油圧制御式超高圧噴射システムの試作に関する研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04505001
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 廣安 博之 広島大学, 工学部, 教授 (40034326)
• 研究分担者: 斎藤 昭則 (株)豊田中央研究所, 機械1部, 室長 ; 高崎 講二 九州大学, 工学部, 助教授 (30154769) ; 新井 雅隆 群馬大学, 工学部, 助教授 (80112176) ; 宮本 登 北海道大学, 工学部, 教授 (60003208) ; 藤本 元 同志社大学, 工学部, 教授 (90051630)
• キーワード: 超高圧燃料噴射 / 電子油圧制御 / 燃料噴霧 / 噴霧燃焼 / 燃焼装置 / 窒素酸化物 / 微粒子

研究概要

電子油圧制御式超高圧噴射システムの評価を行うための,噴霧特性や潤滑状態の解析手法の確立,および実際の燃焼装置における高圧噴射噴霧の燃焼,排気特性の測定を行った。まず透過光減衰法とCT法を組み合わせた方法で常温,高圧雰囲気中での噴霧の分散状態を調べた。高速で噴出する噴霧と周囲気体の干渉の状態をシュリーレン写真法で調べた。噴霧内の燃料塊の流動や乱れに関して,レーザシートによって得た噴霧断面像の高速度撮影結果を画像処理し解析した。高温,高圧雰囲気中の噴霧に対しては,2波長レーザ光の透過光減衰画像の解析による方法やレーザシートを使ったエキサイプレックス蛍光法で,噴霧中の蒸気濃度と液滴数密度の分布の分離計測を行った。高温,高圧雰囲気中での超高噴射圧噴霧を相定した噴流に対して,レーザシートを使った雰囲気レーザ誘起蛍光法(LIFA法)を適用し,噴流への雰囲気の巻き込み挙動の定量的な把握を行った。噴霧の自着火に重要である噴射期間中ごく初期の噴霧の非定常挙動を超高速可視化システムを用いて観察した。非定常噴射の噴射率は回転スリット型噴射率測定装置により測定した。また高圧噴射システムの耐久性の確認上問題となる噴射ポンプのカムとタペットローラ間の油膜圧力,厚さ,温度を測定できる薄膜センサの開発を行った。これらの解析手法の確立の研究とは別に,噴霧に導入される周囲気体を増加させるため,3台の噴射ポンプから1本のノズルに燃料を圧送する方法で,1回の噴霧形成過程中に3回の間欠的な燃料噴射が行なえる装置の試作を行い,噴射率のパターンが周囲気体の巻き込みに与える影響を調べた。一方,実際の燃焼装置に散り付け可能なジャーク式高圧噴射システム(ユニットインジェクタ)や蓄圧式高圧噴射システムを試作し,燃焼装置内での噴霧と燃焼室壁面との干渉や解析や,種々の運転条件における燃焼,排気特性を調べた。

研究成果

• [文献書誌] 鈴木 護: "2波長レーザー光吸収・散乱光度法によるディーゼル噴霧内燃料蒸気・液滴濃度分布の分離計測(第1報、計測方法の開発)" 日本機械学会論文集(B編). 59. 645-653 (1993)
• [文献書誌] Mamoyu Suzuki: "Simultaneous Concentration Measuyement of Vapor and Liguid in an Evaporating Diesel Spray" SAE Paper. No.930863. 1-23 (1993)
• [文献書誌] 深見 洋司: "エキサイプレックス法による非定常壁面衝突噴務の可視化" 日本機械学園論文集(B編). 58. 1643-1649 (1992)
• [文献書誌] 藤本 元: "壁面衝突非定常噴霧の特性" 日本機械学会論文集(B編). 58. 2359-2365 (1992)
• [文献書誌] 城戸 章宏: "雰囲気レーザ誘起蛍光法(LIFA法)による噴流画像の濃度分布定量化処理" 日本機械学会論文集(B編). 58. 3201-3207 (1992)
• [文献書誌] 佐野 貴弘: "雰囲気レーザ誘起蛍光法(LIFA法)による間欠ガス噴流の空気導入に関する定量解析" 第10回内燃機関合同シンポジウム講演論文集. 55-60 (1992)
• [文献書誌] 新井 雅隆: "ディーゼル噴霧内の液滴速度(第1報ノズルの流量係数と速度の減衰過程)" 微粒化. 1-2. 40-47 (1992)
• [文献書誌] 新井 雅隆: "高速液体噴流の方向制御、第1報(ノズルの入口形状と分散方向の関係)" 第1回微粒化シンポジウム講演論文集. 101-106 (1992)
• [文献書誌] 高橋 秀夫: "非定常高噴射圧力ディーゼル噴霧の初期発達過程" 第11回内燃機関シンポジウム講演論文集. (1993)
• [文献書誌] Huang Zhen: "高圧噴霧の微粒化特性に及ぼすガス溶解の効果" 第11回内燃機関シンポジウム講演論文集. (1993)
• [文献書誌] Yutaro Wakuri: "Studies on Combustion of Residual Fuel Sprays in a Diesel Engine with the Aid of Visualization Method" ASME,ICE. 17. 77-84 (1992)
• [文献書誌] 西田 恵哉: "ディーゼル噴霧内の燃料蒸気濃度と液滴数密度の同時計測(ニ波長レーザ透過光減衰像の画像解析法)" 第1回微粒化シンポジウム講演論文集. 143-148 (1992)
• [文献書誌] 鈴木 護: "高圧噴射ディーゼル噴霧内における燃料濃度分布の計測" 第11回内燃機関シンポジウム講演論文集. (1993)
• [文献書誌] 斎藤 昭則: "小型高速ディーゼルエンジンの高圧噴射による燃料改善、第1報ジャーク式高圧噴射装置(ユニットインジェクター)の試作とその噴射特性" 自動車技術会1992年度秋季大会学術講演会前印集. 1-4 (1992)
• [文献書誌] 小池 誠: "小型高速ディーゼルエンジンの高圧噴射による燃焼改善、第2報ユニットインジェクタの噴射特性の改善" 自動車技術会1992年秋季大会学術講演会前刷集. 5-8 (1992)
• [文献書誌] Shinji Kobayashi: "Measurement of Flane Temperature Distribution in D.I.Diesel Engine with High Pressure Fuel Injection" SAE Paper. No.920692. 1-10 (1992)
• [文献書誌] 山口 郁夫: "画像処理による高圧噴霧内における流動及び乱れの解析" 第10回内燃機関合同シンポジウム講演論文集. 415-420 (1992)
• [文献書誌] 藤沢 英也: "電子制御高圧燃料噴射システム、ECD-U2" 内燃機関. Vol.39No.393. 21-29 (1992)
• [文献書誌] Toshihiko Ohomori: "New Electronically Controlled Fuel Injection System ECD-U2 for Clean Diesel Engines" AVL-Proceedings,Conterence ¨Engine and Environment¨'92. 91-102 (1992)