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今年度(平成30年度)は、供試機関である舶用2ストローク低速ディーゼル機関を運転して、定常負荷状態の舶用負荷特性(プロペラ負荷特性)における機関負荷率25、75 %において、主にNOx排出率、燃料消費率、排気弁動作タイミング、筒内圧力、燃料噴射圧力とともにフィルタスモークメータ、オパシメータを用いてスモーク濃度およびスート濃度の同時計測を実施した。
負荷変動時の過給機回転速度の応答遅れ時状態の運転を模擬するため、上記の2負荷率において排気弁の閉鎖クランク角度を、機関の標準状態から変化させた計測を実施した。実験を実施した範囲のNOx排出率は、低負荷である負荷率25 %時において、排気弁閉鎖タイミング早めるほどNOx排出率は上昇し、燃料消費率は低下した。負荷率75 %時においては、排気弁閉鎖タイミングを遅くするほどNOx排出率とともに燃料消費率が低下する関係となった。排気弁閉鎖タイミングは、通常の値からクランク角度で負荷率25 %時に-10°～0°、負荷率75 %時に0°～+6°の範囲で変更したが、これらの運転時の空気過剰率(排ガスO2濃度から算出)は、低負荷率時で3 %程度、高負荷率時で8%程度の範囲で変化した。また、低負荷率時の着火遅れ時間に大きな変化は確認されなかった。このことから、着火遅れ時間に差が無い範囲で、機関出力が同じ場合には、掃気量が多いほどNOx排出率が高くなることがわかり、例えば負荷減少時において燃料噴射開始タイミングが変化しない出力、回転速度範囲においては、過給機回転速度の応答遅れ時にはNOx排出率が高くなることが考えられる。また、同時に計測したフィルタスモークメータによるスート濃度は今回の実験条件の範囲では大きな変化は見られず、負荷率25 %で0.8から1.0 mg/m3、負荷率75 %で0.4から0.5 mg/m3の値であった。
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