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2013 年度 実績報告書

非平衡プラズマによる予混合気の着火・燃焼促成と燃焼モデルの構築に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23560239
研究機関大分大学

研究代表者

田上 公俊  大分大学, 工学部, 教授 (60284783)

キーワードプラズマ支援燃焼 / 燃焼 / 点火
研究概要

現在の内燃機関には地球規模での環境問題やエネルギー資源枯渇問題の観点から,高効率・低公害な燃焼技術開発が求められている.火花点火エンジンの高効率で低公害な燃焼技術の1つとして希薄燃焼やEGR(排気再循環)希釈燃焼が知られているが,一方で失火や燃焼速度の低下など未だ解決すべき問題を内包している.希薄燃焼及びEGR燃焼時における点火特性の悪化と初期燃焼速度の低下は,エンジン稼働時に出力の低下,燃費の悪化,排気特性の悪化,騒音の発生など,さまざまな問題を引き起こす.これらの問題解決のためにプラズマジェット点火,レーザ点火 ,レールプラグなどの新たなコンセプトの点火装置が提案されているが,いまだ実用化には至っていない近年,半導体製品と電子回路の技術的向上により,非平衡プラズマの点火利用に関して多くの研究がなされている.本研究では新たに開発した小型のIES(Inductive Energy Storage:誘導エネルギー蓄積)式パルス電源を用いて,非平衡プラズマ(ストリーマ放電)が点火特性に及ぼす影響を調べ,下記の結論を得た.
1. 非平衡プラズマ点火は,従来の火花点火(熱プラズマ)と同様に可燃混合気を点火でき,基本的に熱プラズマ同様にトータルのエネルギーが増加すると点火性能は向上するが,非平衡プラズマ特有の点火特性として,「点火の能否」が「トータルのエネルギー」のみでなく,「パルスエネルギー」と「パルス数」および「繰り返し周波数」に依存する.
2. 非平衡プラズマは熱プラズマとは異なり体積的な点火を実現できる.点火場所に関しては,初期圧力が増加するにつれて,放電しやすい針先端側で初期火炎形成が行われる.

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 繰り返しナノパルス放電プラズマの点火特性に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      田上公俊,牛丸浩二,菅雅裕,窪山達也,森吉泰生,渡邊正人,堀田栄喜
    • 雑誌名

      日本燃焼学会誌論文集

      巻: 56 ページ: 59-66

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 繰り返しナノパルス放電プラズマ中のラジカル計測と点火特性2013

    • 著者名/発表者名
      渡邊正人,堀田栄喜,田上公俊,牛丸浩二,窪山達也,森吉泰生
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌

      巻: 89 ページ: 229-233

    • 査読あり
  • [雑誌論文] エタノール及びDME拡散火炎の着火・消炎特性と火炎構造に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      岡崎一也,田出統大,伊東慎也,橋本淳,加藤義隆,田上公俊
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 79 ページ: 1594-1604

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非一様流中の炭化水素及び含酸素燃料の着火・消炎特性に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      岡崎一也,田出統大,伊東慎也,橋本淳,加藤義隆,田上公俊
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 79 ページ: 1605-1615

    • 査読あり
  • [学会発表] 直噴ガソリンエジにおけるすの生成に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      南野 由登, 高橋 大樹, 橋本 淳, 田上 公俊
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第67期総会・講演会
    • 発表場所
      九州工業大学
    • 年月日
      20140313-20140313
  • [学会発表] 繰り返しナノパルス放電を用いた非平衡プラズマの点火特性に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      茶堂勇一, 菅雅裕, 橋本淳, 田上公俊, 嶋田不美生
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第67期総会・講演会
    • 発表場所
      九州工業大学
    • 年月日
      20140313-20140313
  • [学会発表] プラズマアシスト燃焼2014

    • 著者名/発表者名
      田上公俊
    • 学会等名
      燃焼工学講座
    • 発表場所
      マツダR&Dセンター横浜
    • 年月日
      20140307-20140307
    • 招待講演
  • [学会発表] 壁面付着燃料液膜の燃焼とすすの生成に関する数値解析2013

    • 著者名/発表者名
      橋本淳,南野由登,田上公俊,森吉泰生
    • 学会等名
      第51回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      大田区産業プラザPio
    • 年月日
      20131204-20131206
  • [学会発表] 2.0MPaまでの高圧下におけるペンテンおよびPRFの層流燃焼特性に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      末光翔志,馬場和成,茶堂勇一,橋本淳,嶋田不美生,田上公俊,田中光太郎,小畠健
    • 学会等名
      第51回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      大田区産業プラザPio
    • 年月日
      20131204-20131206
  • [学会発表] DEEおよび1-ブタノール拡散火炎の消炎特性と火炎構造に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      田出統大,南野由登,橋本淳,田上公俊
    • 学会等名
      第51回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      大田区産業プラザPio
    • 年月日
      20131204-20131206
  • [学会発表] 高圧対向流DME拡散火炎の燃焼特性に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      稲田元,田出統大,橋本淳,嶋田不美生,田上公俊
    • 学会等名
      第51回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      大田区産業プラザPio
    • 年月日
      20131204-20131206
  • [学会発表] RCEMを用いた高過給条件下でのノック特性に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      菅雅裕,加藤義隆,橋本淳,嶋田不美生,田上公俊
    • 学会等名
      第51回燃焼シンポジウム
    • 発表場所
      大田区産業プラザPio
    • 年月日
      20131204-20131206
  • [学会発表] 2.0MPaまでの高圧下での2ペンテン予混合火炎の層流燃焼特性に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      末光 翔志、馬場 和成、茶堂 勇一、橋本淳、嶋田不美生、田上公俊、田中光太郎、小畠健
    • 学会等名
      第24回内燃機関シンポジウム
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      20131126-20131128
  • [学会発表] ピストン付着燃料の燃焼とすすの生成に関する数値解析2013

    • 著者名/発表者名
      橋本 淳,南野由登、田上 公俊,森吉泰生
    • 学会等名
      第24回内燃機関シンポジウム
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      20131126-20131128
  • [学会発表] 高圧下におけるPRFの基礎燃焼特性に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      馬場 和成、末光 翔志、茶堂 勇一、橋本淳、嶋田 不美生、田上公俊
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部鹿児島講演会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      20130928-20130928
  • [学会発表] 高過給ガソリン直噴エンジンにおけるPAHの成長とすすの生成2013

    • 著者名/発表者名
      橋本 淳,田上 公俊,森吉泰生
    • 学会等名
      自動車技術会春季大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      20130523-20130524
  • [学会発表] 非一様流中のDEE火炎の基礎燃焼特性に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      田出統大、南野由登、橋本淳、田上公俊
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部鹿児島講演会
    • 年月日
      2013-09-28

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公開日: 2015-05-28  

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