| 研究概要 |
超低エミッション・高効率燃焼を実現し得る予混合圧縮着火燃焼方式を対象に,バイオマス燃料,液化ガス燃料といった種々の次世代燃料を混合し,その物理・化学的特性を活用する新しい燃焼制御法の構築を目的とした.これを具現化するため,まず,独自に開発した多成分燃料噴霧モデルを用いた数値シミュレーションにより,混合した燃料の沸点差を大きくとり,筒内直接噴射の時期を早期化することで,混合した成分が層状に分離して分布することを明らかにした.さらに,この混合成分の分離現象が着火・燃焼過程に及ぼす影響を調べることを目的に,一サイクルあたり二種類の燃料を供給でき,それらの供給量ならびに混合気濃度を自在に制御できるよう改良した実機関を用い,単純化した場において実験を行った.その結果,燃焼室内において,二種類の燃料を層状に分布させることが,予混合圧縮着火燃焼方式特有の急峻な燃焼を回避しつつ,粒子状物質と窒素酸化物を低減するに有効であることを確認した.ただし,この場合,二燃料の分布状況によって未燃成分の多排出が引き起こされることがある.そこで本研究では,燃焼室内における二種燃料のそれぞれの混合気濃度を様々に変化させることで,着火性の高い燃料を希薄且つ広範囲に分布させ,着火性の低い燃料を比較的リッチ且つ狭い範囲に分布させる組み合わせ方が,燃焼の緩慢化と低エミッション化ならびに燃焼完結性の確保に最も適することを明らかにした.
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