| 研究課題/領域番号 |
06555062
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
小野 信輔 九州大学, 工学部, 教授 (80037738)
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| 研究分担者 |
川野 英昭 九州大学, 工学部, 助手 (30037915)
花田 邦彦 九州大学, 工学部, 助手 (30037874)
平山 義則 九州大学, 工学部, 講師 (40253504)
村瀬 英一 九州大学, 工学部, 助教授 (60150504)
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| キーワード | 希薄燃焼 / スワール / 点火時期制御 / 多重点火 / 多点点火 / 火炎対流運動 / 天然ガス機関 / 熱発生率 |
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| 研究概要 |
本研究は、遠心加速度場において、密度差に基づく火炎の対流運動および旋回流中の火炎流動を利用することにより、また、火炎核の形成時期を調節することによって燃焼初期における火炎核分布が全燃焼に及ぼす影響について、天然ガスを燃料とする希薄燃焼火花点火機関を対象として単筒実験機関を用いて検討した基礎研究である。火炎発生をアクティブに制御できるのは、点火の時期だけであるが、スワールとマッチするさまざまの点火時期が考えられる。
多重点火によって制御される燃焼過程では、単点火のMBT時の熱発生率曲線に対して、遅延点火しても後続火炎の形成によって燃焼の改善が見られることを示している。この事は、点火時期遅延によるNOx低減策が性能劣化を抑えて可能となることを示唆している。このような観点からメタンを燃料として詳細な検討を行い、以下の結論を得た。
(1)希薄燃焼火炎では、電極保炎を避ければ、スワールによる火炎の対流運動を利用して広範な熱発生率制御が可能となる。(2)多重点火、多点点火の時期の制御により初期火炎分布を変えて熱発生率を大きく変化できる。(3)点火時期遅延によるNOx低減を図っても、多重火炎による燃焼改善は機関効率の低下を仰制することが可能である。(4)流動条件や火炎速度の変化を考慮して初期火炎分布の形成を図れば最適制御が可能である。(5)火炎分離による燃焼制御によって燃焼最高圧力の増加を抑え、サイクル仕事過程の改善が可能な場合がある。(6)多点、多重の点火時期制御によって機関の負荷状態に対して燃焼過程をアクティブに制御することが可能である。
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