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2018 年度 実績報告書

超希薄・高圧燃焼における衝撃波と自着火の相互作用

研究課題

研究課題/領域番号 16K18034
研究機関日本大学

研究代表者

飯島 晃良  日本大学, 理工学部, 准教授 (50434121)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード自着火 / 衝撃波 / デトネーション / 圧力振動 / 圧力波 / 内燃機関 / ガソリンエンジン
研究実績の概要

本研究では,高圧場において,自着火と衝撃波の相互作用によって強い燃焼圧力振動を伴う急激な燃焼が発生するメカニズムを明らかにするために,強い燃焼室内圧力振動の発生挙動を可視化可能な可視化エンジンを用いた実現象の再現と,その際の自着火及び燃焼挙動の光速度撮影を行った.前年度までに,局所的に発生した自着火が成長する過程において,未燃ガスが大量に存在する条件にて音速と対応する速度まで自着火が成長することで,自着火がより急速に成長しつつ,高輝度な自着火領域が形成され,それが超音速で進行することを,実際の内燃機関燃焼室内の実測結果から明らかにした.いわゆる,ディべロッピングデトネーション現象の発生を実測した.つまり,自着火と圧力波の相互作用によって超音速の自着火燃焼に発展することで,非常に強い燃焼室内圧力振動が生まれることを明らかにした.これらの知見によって,局所での自着火の成長をコントロールすることで,自着火と衝撃波の相互作用を防ぎ,強い燃焼室内圧力振動の発生を抑制できることが分かった.最終年度は,具体的な方策の一つとして,燃焼室内に温度分布を形成することで,自着火の発生・成長過程がどのようになり,その結果圧力振動がどのようになるかを調査した.燃焼室内に冷却水経路を設け,冷却経路の違いが圧力振動に及ぼす影響を調べたところ,自着火が発生する末端ガス側から冷却水を流すことで,圧力振動が低減した.この時,自着火の時期も変化してしまうため,それらの影響を分離して検証することが今後の課題であることも明らかとなった.なお,これらの一連の研究成果の一部を掲載した書籍を発刊し,社会に発信した.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018 その他

すべて 学会発表 (1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 小型SIエンジンにおける末端部冷却状態がノッキングに及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      居迫拓冶,工藤大貴,高畑周平,飯島晃良,庄司秀夫
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部2018年山梨講演会
  • [図書] 基礎から学ぶ高効率エンジンの理論と実際2018

    • 著者名/発表者名
      飯島晃良
    • 総ページ数
      161
    • 出版者
      グランプリ出版
    • ISBN
      4876873615
  • [備考] 日本大学理工学部機械工学科飯島研究室

    • URL

      http://www.mech.cst.nihon-u.ac.jp/studies/iijima/

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公開日: 2019-12-27  

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