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ディーゼル機関から排出される有害成分の中でも特に近年問題とされているSOFに注目し、SOFの生成機構に及ぼす加熱時間、加熱雰囲気、ならびに燃料性状の影響を明らかにし、SOFの生成を抑え、かつ、NOxを抑制するための指針を得ることを目的に、熱分解装置、反応流動管装置を用いて種々の燃料の熱分解・重縮合成分、酸化・部分酸化成分ならびに微粒子の生成量などを調べた。その結果、加熱時間が長くなるにともない燃料の分解が進行し、低沸点炭化水素の生成量が増加して重縮合反応が起こり環状成分に移行するが、低沸点炭化水素の量が一定量に達しなければ加熱時間にかかわらず重縮合反応は進行しないこと、炭素数が大きな燃料ほど低沸点炭化水素、ならびに環状成分の生成量が増加することを明らかとした。
アルコール系燃料は、比較的低い温度から部分酸化によるアルデヒドが生成された後、低沸点成分が生成され、加熱温度が高くなると低沸点成分から環状成分が生成されるが、その量はパラフィン系燃料に比べて少ないことを明らかとした。また、メタノール、エタノールは微粒子の生成量が少ないのは、O/C比が大きいため燃料分子中の酸素により酸化され、ジオレフィン類の生成量が減少し、Diels-Alderの反応が進行しないことが主要因であることを見いだした。
加熱雰囲気中に酸素が存在すると分解開始温度は低くなるが、酸素が微粒であっても均一に混合されていれば微粒子の生成量は大幅に減少する。これは熱分解過程で生成されるアセチレン等が酸化され、重縮合反応が抑制されることに起因することを明らかとした。
以上の結果から、ディーゼル燃焼において燃料噴霧中に極微量であっても均一に酸素を混合することで微粒子の生成量は減少し、過濃混合気燃焼によりNOxを抑制し得ることを見いだした。
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