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2020 年度 実績報告書

低環境負荷型天然ガス機関開発のためのパイロット着火制御の高度化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04591
研究機関国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

研究代表者

今井 康雄  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (40426218)

研究分担者 川内 智詞  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (20549993)
高木 正英  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (50371092)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードパイロット着火 / 着火遅れ / 分割噴射
研究実績の概要

メタン‐空気予混合気におけるパイロット燃料着火方式では,メタン濃度が増加した場合に,パイロット燃料の着火遅れ時間が増加する.これに対し,パイロット燃料の噴射特性(噴射圧力,噴射期間,分割噴射およびその間隔)を変化させることで,パイロット燃料の着火遅れ時間の短縮化の可能性や着火位置の制御等について,実験で検証した.パイロット燃料にはトリデカンを用い,燃料噴射圧力を60および40MPaに設定し,噴射期間を0.5および1.0msに設定した.さらに噴射期間1.0msについては,0.5msずつに噴射期間を2分割し,1回目の噴射終了から2回目の噴射開始の間隔(以下噴射間隔とする)を1.0,3.0,5.0msに設定した.またメタン-空気予混合気の当量比を,0.35,0.55,1.0および空気のみと4条件とした.
噴射期間を固定および分割せずに噴射圧力を変化させた場合,今回の試験範囲では着火遅れ時間に有意差は見られなかった.これに対し着火位置については,噴射圧力が低い条件では,噴霧先端到達距離が短くなるために着火位置は燃料噴射位置に近づく様子が見られた.噴射期間を1.0msとした場合と,さらに噴射期間を分割した場合で比較すると,分割したほうが若干着火遅れ時間は短くなるものの,大幅に短縮することはなかった.着火位置については,高当量比において噴射圧力が低い条件では,燃料噴射位置近傍で着火する様子が見られた.
以上から,噴射特性を変化させたことに対する着火遅れ時間および着火位置への効果は,着火遅れ時間の短縮化への効果は小さいが,着火位置を変える効果は確認できた.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 一次元噴霧モデルによるメタン-空気予混合気中における微小燃料噴霧の着火過程の数値解析2020

    • 著者名/発表者名
      川内 智詞、今井 康雄、高木 正英
    • 雑誌名

      自動車技術会論文集

      巻: 51 ページ: 767~772

    • DOI

      10.11351/jsaeronbun.51.767

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 一次元噴霧モデルによるメタン-空気予混合気中における微小燃料噴霧の着火過程の数値解析2020

    • 著者名/発表者名
      川内智詞,今井康雄,高木正英
    • 学会等名
      自動車技術会 春季大会学術講演会

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公開日: 2021-12-27  

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