| 研究概要 |
本研究課題では,ディーゼル噴霧の自発着火における混合気形成および着火機構を解明するために,不均一混合気の着火過程を合理的に記述する理論モデルを提案し,これを用いて着火遅れ特性を再現・解析するとともに着火制御の指針を示す.そこで,本年度は主に以下の内容について研究を実施した.
(1)ディーゼル噴霧の着火モデル 確率過程論モデルを用いてディーゼル噴霧における燃料-空気乱流混合と熱交換過程を記述するとともに,噴射燃料の吸熱を考慮することにより着火遅れを予測するモデルを構築した.この際,燃料の蒸発特性および吸熱量を購入した示差熱天秤により計測し,計算の基礎データとして用いた
(2)温度・圧力の影響 上記のモデルの妥当性を確認するために,急速圧縮装置において実測された着火過程の再現を試みた.とくに,熱焼室内の初期温度および初期圧力を変化させたさいの圧力経過,着火遅れの変化を比較した結果,本モデルにより実測の傾向を表現できることが明らかになった.また,このモデルに熱発生に伴い乱れが消散する効果を考慮することによって,定容実験で得られた熱発生経過をよく再現でき,噴射圧力やノズル径が燃焼経過に与える影響を明らかにできた.
(3)噴射率の影響 ディーゼル機関において燃料噴射率形状は性能・排気に大きな影響を及ぼすため,噴射率形状の影響を理論的に解析した.その結果,初期燃焼の極大値は可変遅れ機構によって計算される結果とほぼ一致することを示すとともに,高圧噴射と小孔径ノズルの条件では適切な先立ち噴射を組み合わせると急激な圧力上昇を回避できることが明らかになった.
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