| 研究概要 |
明確な着火抑制効果を示すことでかって広く使われたアルキル鉛の燃料ガソリンへの添加効果について,急速圧縮機と衝撃波管を用いて,その機構を明らかにしようとた.その手法はまず,着火遅れを測定してその温度・圧力依存性を知ること.発光分光により化学種を同定すること.反応中のガスを全量サンプリングして,ガスクロマトグラフ,質量分析器で化学種を定量することである.これに続いて,温度・圧力条件を選んで,着火が得られるか得られないかの境界付近の圧縮自着火について,メタン(オクタン価:120)ならびにn-ブタン(オクタン価:94)を燃料にして,着火直前のチャージのガス組織を調べた.これまでに,これに近い手法で一酸化炭素COの生成・消滅の挙動を調べてきていて,着火の閾値となる組成臨界値を得ていた.
石油系ないしは炭化水素系燃料の圧縮自着火に関して,素反応化学動力学(Full Chemical Kinetics)計算を行った結果,ホルムアルデヒドHCHO以外には自着火制御に大きく貢献する化学種が無いと予測された.ホルムアルデヒドHCHOと一酸化炭素COの生成・消滅過程を詳細に検討し,双方化学種の干渉過程を調べた.燃料をメタンとn-ブタンの混合ガスとし,その混合割合をいくつかに振り,空気を酸化剤とした混合気にホルムアルデヒドを着火制御添加剤として混ぜ,予混合圧縮着火運転して,その着火時期がほぼ一義的にホルムアルデヒド濃度に支配されることをつきとめた.あわせて反応中のガスの全量サンプリング,成分定量を行ってホルムアルデヒドの着火制御添加剤としての顕著な効果を見いだした.
一方,平坦低温度バーナでは,燃料を広く選ぶことができないという制約はあるものの,各種の添加剤をDopeして,化学的な刺激を着火まえ相当低温度炎に与えて,その効果を肉眼や写真撮影で見,さらにはガス採集組成分析て確認した.窒素系の化合物についてすでにいくつかに実績があるが,それら以上にここでもホルムアルデヒドHCHOの前炎反応促進・抑制についての有効性が確かめられた.これらの結果をもとに,着火前の全炎反応中のチャージにどのような刺激を与えれば最終的な熱炎自着火に対して,促進効果,抑制効果を与え得るか,ということを,演繹的に探れるようになった.
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