| 研究概要 |
予混合気が自着火するかどうかについては,熱炎着火の前反応第二段階である「青炎」の生成が深く関係しており,前反応の第一段階,冷炎,が縮退する時期のホルムアルデヒドに注目し,縮退する時期に,外部から加えたり,自ら新たに生じる仕組みを与えることで,青炎の発生を抑え,ひいては最終的な熱炎着火の発生をくいとめるという手法を考え,その実証実験を進めた.
着火抑制機構をガス分析により検討し,抑制効果の物理・化学的な特性を明確にし,ホルムアルデヒドをどのようにして添加すれば着火まえ反応を制御できるのかを演繹的に定め,添加する物質の性質との関連から着火抑制効果の意味を明確にした.ホルムアルデヒドの添加は燃料の分解過程への介入であり,アルキル鉛は酸化剤への抑制である.実際の往復式内燃機関へ適用可能なものにするため,着火の抑制効果や促進効果がより明確に発揮される手法の開発へとつなげている.
このホルムアルデヒドの有効性はメタンを主成分とする天然ガスには極めて顕著な添加剤として着火促進の効き目を現わす.自着火まえ過程で冷炎を生じる一般の炭化水素に対しては,その効果は顕著な抑制効果であり,燃料の着火特性が変化しても,自動的に促進,抑制効果を与え,着火時期の制御と安定化が併せて図れることがわかった.
着火の促進,抑制がどのような閾値によって左右に分かれるのかという点についての普遍的な法則として,先に提案した「冷炎支配域」,「負の温度係数域」,「青炎支配域」という低温度自着火の分類法がその閾値となっていることを確かめた.また,含酸素燃料ながら,ジエチルエーテルを燃料とし,それにホルムアルデヒドをDopeするバーナ低温度炎バーナ手法を提案し,低オクタン価燃料の代表としてのn-ヘプタンへと拡張した.
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