| 研究概要 |
独自に開発した噴射率形状可変型燃料噴射システムを用いて噴霧・燃焼実験を行い,燃料噴射率形状が非定常噴霧及び燃焼に与える影響を明らかにする事を目的として研究を進めた.本年度は,高噴射圧力が可能となるように噴射システムを改良し,噴射圧力の影響を検討すると共に,噴射率形状に周期的な変動を与えた場合の噴霧挙動について検討した.
(1)噴射システムの改良: 高推力のピエゾアクチュエータを導入して,従来40MPaであった噴射圧力を,最新の実機相当の100MPaまで高圧化し,また自由な噴射率形状を得る事に成功した.
(2)1段噴射における噴射率形状の影響: 三角形状の噴射率形状を持った1段噴射を対象として,最大噴射率,燃料噴射量,噴射期間を同一としたままで,燃料噴射率の上昇速度,降下速度及び噴射圧力を系統的に変更して噴霧・燃焼実験を行った.高噴射圧化に伴い,噴霧の幅方向の成長が著しい事,また燃焼も大きく促進される事,さらに燃焼期間短縮の観点からの最適燃料噴射率形状は,噴射圧力により変化する事などを明らかにした.
(3)周期的噴射率変動の影響: 燃料噴射率に0-5kHzの周期的変化を与えた場合の噴霧の変化を実験的に調べ,新しい噴霧制御手法としての可能性を検討した.その結果,特有の周波数(本実験条件では,約0.9kHz,2.5kHz,4kHz)においてのみ噴霧角が大きくなり,噴霧の幅も広がることが明らかになった.また,振動を加えた場合にはパルス状に燃料液滴群が飛び出す事,また上記の周波数では液柱部分と推定される長さが,極端に短くなることを明らかにした.
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