| 研究概要 |
本研究では燃料の物理・化学的特性を駆使して混合気形成および着火・燃焼過程を時空間的に制御することで,高効率・低エミッション化を実現し得る燃焼法の構築を目的としている.昨年度までの研究からは,高自着火・低揮発性を有する高炭素数成分と低自着火・高揮発性を有する低炭素数成分からなる燃料では高揮発性成分による減圧沸騰噴霧の形成が可能であること,それにより早期燃料噴射時においても壁面付着等の問題を生じることなく自在な燃料着火性の選択が可能であることが示されている.
そこで,本年度は噴霧燃焼過程における時空間的制御の自由度を向上するため,燃料噴射回数を二回に分割して燃焼・排気特性を調べた.一回目燃料噴射は低窒素酸化物・低スモーク化に有利な希薄均一混合気の形成を目的に早期に行う,この際,二回目燃料噴射の時期および噴射量割合を変更することで,燃焼室内に形成される混合気の濃度および分布が容易に制御可能である.両者を変数とした実機関実験の結果からは,二回目燃料噴射により形成される少量の比較的濃い混合気を燃焼室内に離散的に分布させることが,均一混合気の急激燃焼回避と濃混合気による窒素酸化物・スモーク抑制の同時実現に有効であることが明らかとなった.また,上述のように,自在な燃料着火性の選択が可能なことを加味して,同様な実験条件のもと燃料着火性を変数とした実験を実施した.その結果からは,活発な低温酸化反応を有する高自着火性成分ほど少量の二段目噴射で効果的に急激燃焼を回避し得るため,二段目噴射により生じる窒素酸化物・スモークの排出抑制に有効であることがわかった.ただし,低温酸化反応の程度により生じる燃焼形態の差異については詳細な議論を要するため,これについては最終年度の課題とする.
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