| 研究概要 |
本研究は,ディーゼル機関において燃焼初期の予混合燃焼による急激な熱膨張によって生じる誘発乱流が,燃焼後期までの燃料と空気の微視混合および燃焼生成物であるすすや窒素酸化物の生成に対して及ぼす影響を明らかにするため,高速度撮影による火炎の可視化観察を実施した.当該年度で得られた研究成果を以下にまとめる.
1.噴孔径d=0.08mm,噴孔数14の微細多噴孔ノズルおよび噴孔面積が同一のd=0.14mm,噴孔数5のノズルを用いて,ノズル径が燃焼および排気特性に及ぼす影響を実験的に調査し,さらに高速度撮影による火炎の可視化観察を行った.その結果,d=0.08mmの微細噴孔ノズルを用いた実験によれば,同一総噴孔面積であるd=0.14mmの場合に比較して窒素酸化物濃度が低く排気煙濃度が高い.この理由は,噴孔径が小さいほど着火遅れが短く初期熱発生率が低くなり燃焼ガス温度が低下することと,着火後に噴射された燃料・空気の混合が悪くなったためと推察された.
2.以上の点は,可視化観察の結果,噴孔径d=0.08mm,噴孔数14の火炎は燃焼室周囲への広がりが弱く,スワールによるサーマルピンチを生じやすく,拡散燃焼期の火炎が燃焼室中心に固まることからも裏付けられた.このようになるのは,噴霧の貫徹力が弱いことに加え,初期燃焼の熱発生率が低く熱膨張が弱いため火炎が広がらない.このため拡散燃焼期の燃料が高温で粘性の高い火炎に阻まれて燃焼室中心に閉じこめられることなどが原因と推測される.
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