- PDF Free Download

Size: px

Start display at page:

Download ""

しほこかんけ
7 years ago
Views:

4 ββ δδ θ θ ξξ η αα θ ξ η θθ θθθθ θθ η θ η α β α β α βη η ηα β

5 ξ η η δ δδδδ ξαβ δδ η α β αααβββ ξξ ξξξ ξξ ηα β

6 ξ η α β ξ ξ ξ

7 小型レーシングカーの操舵力特性の改善 Table 1 Vehicle specification 車両諸元全長 mm 全高 mm 全幅 mm ホイールベース mm トレッド mm 前後車両重量 kg 車体前後配分前後 Fig. 6 Offset caster ク取り付け位置にも制約があるため相互干渉しないようにナックルアーム長とリンク効率を決める必要があるそこでレイアウトを検討した結果対策案としてナックルアーム長を mm リンク効率をパラレルリンク機構化 α β に設定するまた側面図においてキングピン軸が車軸中心を通る一般的な構造ではキャスタトレールはキャスタ角により決定される操舵力を小さくする目的でキャスタ角を小さくすると直進安定性が低くなる可能性があるそこでキングピン軸を車軸中心からオフセットした配置とするオフセットキャスタ化を図るこれによりキャスタ角を変更することなくキャスタトレールを小さくできるここでは対策案としてキャスタトレールを mm に設定する操舵力の具体的な最終目標値は現状から考えて約図軽減できるように各数値を設定した図はそれぞれナックルアーム長リンク効率キャスタトレールおよびキャスタ角に関する対策案の数値と操舵力の大きさを示す図中の変更可能範囲は車両のレイアウト上他の装置や部品と干渉しない寸法角度等の範囲を意味する Fig. 7 Measures by length of knuckle arm Fig. 8 Measures by efficiency of steering linkage Fig. 9 Measures by caster trail Fig. 10 Measures by caster angle サスペンションステアリングジオメトリの目標特性操舵力低減案に加えて車両運動性能を確保する観点から以下の目標特性を満足するようにサスペンションステアリングジオメトリを決定する ① 旋回運動時おいて路面凹凸や制動駆動を伴う場合の車体姿勢変化等による車両ステア特性の急変を防止したり

10 小型レーシングカーの操舵力特性の改善 Fig. 17 Proposed change of geometry Fig. 18 Characteristics of toe angle (Offset caster) Fig. 19 Camber angles at rack stroke 0 mm Fig. 20 Camber angles at rack stroke 20 mm Fig. 21 Camber angles at rack stroke 40 mm んだジオメトリを Case と呼ぶことにする図は Case の計算結果を示すこの図よりキャンバ角とトー角特性が目標に大きく近づくことがわかるまた操舵時のキャンバ変化についても調べた図はラックストロークを mm mm とした時の旋回外輪側のキャンバ角対車体の変化を示すタイヤを操舵するとわずかではあるがキャンバ角変化が大きくなることが理解できるさらに本報ではトー角とキャンバ角特性に的を絞りホイールセンタがキングピン軸上にある一般的なジオメトリオフセット無しと記すとキングピン軸がホイールセンタからオフセットしたオフセットキャスタオフセット有りと記すを比較して考察する図はこれまで述べてきたジオメトリに関する変更部位をまとめたものであり最終的な対策案である図はオフセットキャスタ有りとオフセットキャスタ無しのトー角変化を示す双方ともにトー角変化の目標特性を満たしていることがわかる厳密に比較するとオフセットキャスタ無しよりもオフセットキャスタ有りのほうがトー

13 γ γθ θ θ α θ θ αθ θ θ

15 αβ γ α β γ γ γ θ γγθ

16 α β

17 γ γ γ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ ε

18 θ θ θ θ θ α θ

19 αθ α α α θ ααθ θ θ

20 θ θ

21 θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ

22 θ θ θ θ θ θ θ θ θθ θθ

23 θ θ θ θ Θ θ θ Θ ΘΘ Θ θ θ

24 ρ ρ θααθαα Δ Δ Δ Δ ΔρΔ ρ Δ θρδ ρ

25 Δ θρδ ρ θ Δ ΔρΔ ρ φφ φ

26 Δ κ θρδ ρ θ

31 η η η η η η

32 η η η η ε ε η η η η η η

33 η η

39 エンジンの燃焼に及ぼす放射性セラミックス触媒による励起作用の影響 Table 2 Classification of Excitation Phenomenon 名称方式特色エネルギー電場磁場電場電磁石永久磁石浅川効果遠赤外線セラミック各種鉱石類による電磁波特定の放射体と波長で高効率加熱効果石英斑岩トルマリン希土類鉱石トリウムウラン含有天然鉱石セラ放射線線放出に伴うマイナスイオ ev C-H 結合の切ミックン発生および燃料改質断エネルギーマイナス空気イオンおよび燃焼時における ev OH 基のエネル OH 基の発生ギー超音波超音波発振回路 ev x J 火炎に電場磁場を与えると燃焼速度が増加 ev m 圧電ピエゾ効果と焦電パイロピロ ev 静的効果によるマイナスイオンの発生両効果が作用すると万 ev 電気的に振動子を超音波で振動させて対象物にエネルギーを与えてミクロンサイズの微細粒状化が可能 C 炭素 H 水素分子結合を切断するエネルギーは ev OH 基のもつエネルギーは ev に浸漬して実車走行とエンジンベンチ試験を行って後者のセラミックスのみでは燃費の向上と排気エミッションの低減は得られなかった経験があるしたがって遠赤外線効果は全く無いとは言い難いがあるとしても微々たるものと解釈できる石英斑岩石英斑岩トルマリンはピエゾパイロ効果による空気負イオン放出効果で静的な状態では極電圧であるが衝撃と温度付加により約 ev と低い分万倍の分極電圧が生じて空気負イオンが大量に放出されるこのトルマリン粉末を含有する耐熱塗料をエンジンのシリンダシリンダヘッドや排気管に塗布することにより空気負イオンが吸入空気に付加されて燃焼時に励起作用を与えるこの技術は最近舶用エンジンで実用化されている希土類鉱石希土類鉱石はトリウムウランの微弱レベル放射能元素を含む天然鉱石をセラミックスとブレンドしたものを吸入空気に放射することにより放射線の線が空気に作用して空気負イオン化を促進するものであるこの作用は前述の石英斑岩と同じように空気負イオン発生のため混合気形成の促進と燃焼時の OH CH ラジカル基形成による燃焼速度を増加させ燃焼時間を短縮して燃焼の促進化に寄与するものと思われる空気負イオンの付加により燃焼時間の短縮現象は実証済みである超音波超音波は超音波発振回路を用いて電気的に超音波を発振させ燃料をミクロンサイズに微粒化させて混合気形成を促進することにより燃焼を改善する方法であるがの燃費改善の効果が認められたしかし加速時のように一度に多量の混合気を要するときに応答性の遅れとまたガソリンエンジンに用いた場合にガソリン粒子同士の衝突時の発熱により自発火する可能性があり実用性は無いものと判断される空気負イオンを用いた石英斑岩や希土類天然鉱石などを用いた燃焼における励起作用は電場磁場と同様の現象を生じることは明らかであり燃焼時において共通の化学作用が発生しているものと予想され今後もこの現象の解明が課題であるイオン化作用最も単純な原子である水素燃焼対象物の炭素燃焼に不可欠な酸素及び酸素とともに空気を組成する窒素について外部からのエネルギー付加によるイオン化現象の例があるイオン化する前の原子は原子核内の陽子とその外殻を回る電子の数が同じで陽子は正の電荷を電子は負の電荷を有して通常は中立状態で安定しているこの状態で外部から何らかのエネルギーが付加されると陽子の数は変化せず最外殻の電子数が個増加または減少することによっ

40 エンジンの燃焼に及ぼす放射性セラミックス触媒による励起作用の影響て各々負イオン negative ion や正イオン positive ion が発生すると学術的には定義されているそのイオンの増減の個数に対して各々価の負あるいは正イオンと呼ばれる水素はイオン化すると正イオンになり易く窒素と酸素は負イオンになり易く炭素は負イオンにも正イオンの両者にもなり易いが結果としてどちらにもなりにくい特徴を有するなお商業用として用いられているマイナスイオンプラズマクラスターイオンやナノイーは厳密には負の空気イオン negative air ion で学術用語の負イオンとは異なり空気中の原子や分子がマイナスの電荷をもっている逆に大気中に何らかのエネルギーが作用すると気体の分子からマイナスの電荷をもった電子が放出されるとプラスイオン正の空気イオン positive air ion が生じるしたがってその電子が他の分子に飛び込んだ時に負イオンが発生すると言われているしかしながら負イオンの正体即ちどんな物質から成るのかが確定されていないまた正イオンと負イオンは不安定なので寿命は短く数秒以内に元の中立状態に戻るものと考えられているこれらのイオン発生の励起作用として水破壊レナード方式コロナパルス放電方式や放射線物質方式等があるこのイオン化作用の内燃機関等への応用例は希土類元素による空気触媒である OH 基および CH 基の生成メカニズム燃焼火炎の反応帯では電子的に励起された中間生成物が一時的に形成されるが特に OH 基と CH 基は励起状態で生成され OH 基は早い状態から生成され燃焼反応の支配的要因を果たして燃焼促進などの重要な役割を負っているまた OH 基は寿命が長く燃焼中に広く分布する特性を有すると言われている OH 基と CH 基の炭化水素の燃焼中における励起状態を式と式 CH O OH* CO に示す C OH CH* CO 励起状態を示す式⑴ ⑵の反応速度は各々 CH 基と O 分子および C 基と OH 基の積に比例するから燃焼促進に寄与することになる本研究においてはセラミックの励起作用により燃焼時に OH 基や CH 基の生成が増加することにより燃焼が促進したものと推測しているウラン U O から放射されるセラミックス燃料触媒 IPT に極微量に含まれる希土類鉱石のトリウム ThO 線線と線による燃焼のメカニズムについて考えてみる IPT は希土類元素から組成されるセラミックス触媒で極微量に含まれるトリウムとウランが主な励起作用をなしているこれらのセラミックスから放出される荷電粒子の線線および電磁波の線は全ての物質にイオン化を引き起こし得るエネルギーを備えておりこれらが燃料に作用して燃焼を促進させているものと想定されるがただし荷電粒子の線についてはイオン化に対しては最も強力であるが紙枚でも大幅に減衰する特性があるので空気触媒としての利用度は高いが IPT のように管体中に入れると遮蔽効果により燃料改質への効果は期待できないしたがって電磁波で透過率の高い線が燃料改質効果に対する影響が主であると判断されるこれらの燃料改質における OH 基の生成メカニズムを模式化したものを図に示す燃焼の場において微量の過酸化物が燃焼速度を大きくすることは公知の事実であるが内燃機関のように急激な爆発的燃焼の場合には過酸化物の代表的な主成分は OH 基と CH 基である炭化水素 CnHm は通常燃焼時に熱分解を受けて C と H に分解し O との酸化により H O と CO になるが当然ながらの完全燃焼はあり得ないしたがって熱分解時に OH CH 基を可能な限り多く形成し燃焼効率を上げて燃焼時間を短縮することにより等容度を増して熱効率を上昇することが結果として燃費低減につながるしたがって図に大気圧下でに示すように線と線が微量でも照射されると式⑴に示すように燃料の H 原子が遊離し燃料中 mol ほど溶解している O が酸化剤として作用し遊離した H と反応して OH 基が生成されるこの燃料中に溶解している O の存在に関しては放射改質した燃料を数日間放置すると改質効果がなくなるという経験からもこのメカニズムが立証できるなお当然ながら OH 基の生成は燃料中に溶解している O のみならず燃焼室内の空気中の O との反応も考慮されるこの現象として燃料中に溶解している微量の空気の酸素原子 O がイオン化を起こして燃料の水素原子 H と結合して OH 基となりこれが燃焼を活性化するものと想定されるなおこの場合逆に水素原子 H がイオン化して酸素原子 O と結合して OH 基を生成することも考えられるこのような OH CH 基発生による燃焼促進現象は

42 エンジンの燃焼に及ぼす放射性セラミックス触媒による励起作用の影響 Fig. 2 Passing Fuel Catalyst (IPT: FC-400 etc.) Fig. Effect of Radiation Dose of Ion Power Sheet Vertical Direction to Flat Center ( ) Fig. Effect of Radiation Dose of FC- 400 on Distance Fig. 3 Radiation Dose of Air and Fuel Catalyst 状図左下にして測定したこれらの測定値は密閉した無風状態の部屋分間の平均値としたその結果 FC mh で測定し線量当量はの直接接触空間線量率は線とも室内空間線量率の約数倍であるが cm 離れると同様に室内空間線量率と同一レベルに下降する FC 設置の空間線量率は直接接触と比べて線ともを燃料タンク内に挿入した場合タンク外壁に Sv/h 減少して室内空間線量率の約倍で距離 cm 以上離れると室内空間線量率に減少する通過式燃料触媒は希土類鉱石を主成分としており図は共に Sv/h であり仮に IPT を皮膚にに示したように放射線の最大線量当量は表面上で線と線年間密着したとすると msv/h h msv/y の吸収線量となり国際放射線保護委員会 ICRP の定める職業人年間許容線量基準レベルの msv/y 以下となるしたがって通過式燃料触媒から cm 離れると線と線は室内と同一レベルの Sv/h 以下となり実用上は問題ない一般的に Sv/h 線量レベルの放射線を被爆しても健康に異常をきたす恐れはほとんどないと言われている燃料触媒による改質燃料の燃焼への影響空気触媒と燃料触媒の燃焼への影響についてはこれまでに ASTM 蒸留試験ガスクロマトグラフィー火炎伝播速度測定ベンチ性能試験及び実車走行試験など数多くの実証試験を実施してその効果の確認を試みたが燃料触媒については ASTM 蒸留試験火炎伝播速度測定ガスクロマトグラフィー燃料着火性試験単室定容燃焼装置を用いた火炎の可視化分析やベンチ性能試験を実施して燃料改質による励起作用の決定的な解明を空気触媒と比較して実施した

45 φε

47 φε η

49 η η η

50 η η η η

51 η η η η η η η η

52 太陽光発電システムの発電効率に関する研究図太陽光発電システムの発電効率 η 本システムのアレイの設置方向が概ね南側であり受照面の角度が deg であるそのためアレイに当たる日射量が太陽光の法線面における場合に比べて小さくなるアレイの屋外露出の期間が年以上であるアレイ設置後から今まで各モジュール面の清掃は一度も行っていない状況であるまた各モジュール表面にはホコリおよび鳥の糞などが付着しているそのため汚れが付着したセルに当たる日射量は遮られシステム全体の発電量が低下しているものと思われる次に図の⑵に示すように caseb では η の⑷に示すように cased では η 図の⑶に示すように casec では η となる図となる以上から年以上経過した場合であっても太陽光発電システムの発電効率 η は約であり経年変化による出力は概ね一定であることが判った年モジュール面の汚れについて写真に久留米工業大学号館屋上における太陽光モジュール表面の汚れの状況を示す撮影した年月日は月日である多くのモジュールの表面には鳥の糞など汚れが付着していたこのようにモジュール表面には発電量の低下を招く汚れが常に付着している状態であるつまりモジュールにホットスポット現象が生じる恐れがあ写真モジュール表面における汚れの状況年月日に撮影

53 η η η η η η η

54 η η η η η η

η η η η

η η η η η η η η η η η η η η η 太陽光発電システムの発電効率に関する研究図太陽光発電システムの発電効率 η 本システムのアレイの設置方向が概ね南側であり受照面の角度が deg であるそのためアレイに当たる日射量が太陽光の法線面における場合に比べて小さくなるアレイの屋外露出の期間が年以上であるアレイ設置後から今まで各モジュール面の清掃は一度も行ってい