<4D F736F F D208EA98B5A89EF938A8D65985F95B68DC58F4994C E31308C8E3493FA4A C A2E646F63>

Similar documents
研究論文 HCCI 機関の急峻な燃焼に関する実験的研究 * 須山謙太 1) 伊藤直也 2) 寺島昂 3) 東條智也 4) 飯島晃良 5) 吉田幸司 6) 庄司秀夫 7) Experimental Research on Rapid Combustion in HCCI Engine

Intke Air Tle Speifitions of test engine Lminr Flow Mter Surge Tnk -Cyle Air-oole Diesel Engine Numer of Cyliners Bore Stroke 7 mm Displement 99 m 3 C

(Microsoft Word - \230a\225\266IChO46-Preparatory_Q36_\211\374\202Q_.doc)

噴射制御による分解軽油の 着火性改善 環境 動力系 環境エンジン研究グループ * 高木正英, 今井康雄 平成 27 年度 ( 第 15 回 ) 海上技術安全研究所研究発表会 2015 年 6 月 26 日

LEDの光度調整について

ブローダウン過給システムを用いたガソリンHCCI機関の 運転領域拡大について

<4D F736F F D2089FC92E82D D4B CF591AA92E882C CA82C982C282A282C42E727466>

Crystals( 光学結晶 ) 価格表 台形状プリズム (ATR 用 ) (\, 税別 ) 長さ x 幅 x 厚み KRS-5 Ge ZnSe (mm) 再研磨 x 20 x 1 62,400 67,200 40,000 58,000

Microsoft PowerPoint - ⑥H20説明資料(岡山大河原)配布 ppt

Microsoft PowerPoint - S-17.ppt

王子計測機器株式会社 LCD における PET フィルムの虹ムラに関する実験結果 はじめに最近 PETフィルムはLCD 関連の部材として バックライトユニットの構成部材 保護シート タッチセンサーの基材等に数多く使用されています 特に 液晶セルの外側にPET フィルムが設けられる状態

研究論文 ガソリン高圧噴射を用いた高圧縮比エンジンの燃焼技術 ( 第 3 報 ) * 混合気制御による熱効率改善の検討 神長隆史 1) 養祖隆 1) 長野高皓 1) 藤川竜也 1) 山川正尚 1) Combustion Technologies of High Compressio

ディジタル信号処理

化学結合が推定できる表面分析 X線光電子分光法

粒子画像流速測定法を用いた室内流速測定法に関する研究

<4D F736F F D208E9197BF312D345F E815B82CC8E8E8CB195FB964082CC8D6C82A695FB2E646F6378>

QOBU1011_40.pdf

横浜市環境科学研究所

New Color Chemosensors for Monosaccharides Based on Azo Dyes

論文の内容の要旨

厚生労働省委託事業 「 平成25年度 適切な石綿含有建材の分析の実施支援事業 」アスベスト分析マニュアル1.00版

Q = va = kia (1.2) 1.2 ( ) 2 ( 1.2) 1.2(a) (1.2) k = Q/iA = Q L/h A (1.3) 1.2(b) t 1 t 2 h 1 h 2 a

02.参考資料標準試料データ

5989_5672.qxd

粒子画像流速測定法を用いた室内流速測定法に関する研究

Microsoft Word - planck定数.doc

自然現象とモデル_ pptx

京都大学博士 ( 工学 ) 氏名宮口克一 論文題目 塩素固定化材を用いた断面修復材と犠牲陽極材を併用した断面修復工法の鉄筋防食性能に関する研究 ( 論文内容の要旨 ) 本論文は, 塩害を受けたコンクリート構造物の対策として一般的な対策のひとつである, 断面修復工法を検討の対象とし, その耐久性をより

Microsoft PowerPoint - 知財報告会H20kobayakawa.ppt [互換モード]

Journal of the Combustion Society of Japan Vol.56 No.178 (2014) FEATURE /Issues and Solutions for Engine Combustion φ-t マッ

03マイクロ波による光速の測定

実験題吊  「加速度センサーを作ってみよう《

Microsoft Word - note02.doc



untitled

31608 要旨 ルミノール発光 3513 後藤唯花 3612 熊﨑なつみ 3617 新野彩乃 3619 鈴木梨那 私たちは ルミノール反応で起こる化学発光が強い光で長時間続く条件について興味をもち 研究を行った まず触媒の濃度に着目し 1~9% の値で実験を行ったところ触媒濃度が低いほど強い光で長

富士時報 第82巻第5号(2009年9月)

F7-10 エンジンの Design of F7-10 High Bypass Turbofan Engine for P-1 Maritime Patrol Aircraft 空 部 ス 部 空エンジン 部 空 部 ス 部 空エンジン 部 F7-10 エンジン の P-1 の ファン エンジン 部

日本内科学会雑誌第102巻第4号

研究論文 * SI ノッキング条件と HCCI 燃焼条件における炭化水素の着火性差異 柴田元 1) 吉田蒼明 2) 鈴木拓也 3) 小川英之 4) Ignitability Difference of Hydrocarbons in SI Knocking and H

2011 年度第 41 回天文 天体物理若手夏の学校 2011/8/1( 月 )-4( 木 ) 星間現象 18b 初代星形成における水素分子冷却モデルの影響 平野信吾 ( 東京大学 M2) 1. Introduction 初代星と水素分子冷却ファーストスター ( 初代星, PopIII) は重元素を


技術資料 JARI Research Journal OpenFOAM を用いた沿道大気質モデルの開発 Development of a Roadside Air Quality Model with OpenFOAM 木村真 *1 Shin KIMURA 伊藤晃佳 *2 Akiy

55-1

様式1

新世代環境改善ディーゼル燃料技術に関する研究開発

例 e 指数関数的に減衰する信号を h( a < + a a すると, それらのラプラス変換は, H ( ) { e } e インパルス応答が h( a < ( ただし a >, U( ) { } となるシステムにステップ信号 ( y( のラプラス変換 Y () は, Y ( ) H ( ) X (

Microsoft PowerPoint - Š’Š¬“H−w†i…„…C…m…‰…Y’fl†j.ppt

内 容 目 次

Journal of the Combustion Society of Japan Vol.51 No.155 (2009) FEATURE Clarification of Engine Combustion and the Evolution デ

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint プレゼンテーション

結晶粒と強度の関係

() 実験 Ⅱ. 太陽の寿命を計算する 秒あたりに太陽が放出している全エネルギー量を計測データをもとに求める 太陽の放出エネルギーの起源は, 水素の原子核 4 個が核融合しヘリウムになるときのエネルギーと仮定し, 質量とエネルギーの等価性から 回の核融合で放出される全放射エネルギーを求める 3.から

(fnirs: Functional Near-Infrared Spectroscopy) [3] fnirs (oxyhb) Bulling [4] Kunze [5] [6] 2. 2 [7] [8] fnirs 3. 1 fnirs fnirs fnirs 1

Ⅱ 方法と対象 1. 所得段階別保険料に関する情報の収集 ~3 1, 分析手法


3. 試験体および実験条件 試験体は丸孔千鳥配置 (6 配置 ) のステンレス製パンチングメタルであり, 寸法は 70mm 70mm である 実験条件は, 孔径および板厚をパラメータとし ( 開口率は一定 ), および実験風速を変化させて計測する ( 表 -1, 図 -4, 図 -) パンチングメタ

O x y z O ( O ) O (O ) 3 x y z O O x v t = t = 0 ( 1 ) O t = 0 c t r = ct P (x, y, z) r 2 = x 2 + y 2 + z 2 (t, x, y, z) (ct) 2 x 2 y 2 z 2 = 0

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint プレゼンテーション

スライド 1

e - カーボンブラック Pt 触媒 プロトン導電膜 H 2 厚さ = 数 10μm H + O 2 H 2 O 拡散層 触媒層 高分子 電解質 触媒層 拡散層 マイクロポーラス層 マイクロポーラス層 ガス拡散電極バイポーラープレート ガス拡散電極バイポーラープレート 1 1~ 50nm 0.1~1

論文の内容の要旨 論文題目 Spectroscopic studies of Free Radicals with Internal Rotation of a Methyl Group ( メチル基の内部回転運動を持つラジカルの分光学的研究 ) 氏名 加藤かおる 序 フリーラジカルは 化学反応の過

スライド 0

AN504 Through-hole IRED/Right Angle Type 特長 パッケージ 製品の特長 φ3.6 サイドビュ - タイプ 無色透明樹脂 光出力 : 5mW TYP. (I F =50mA) 鉛フリーはんだ耐熱対応 RoHS 対応 ピーク発光波長指向半値角素子材質ランク選別はん

木村の理論化学小ネタ 緩衝液 緩衝液とは, 酸や塩基を加えても,pH が変化しにくい性質をもつ溶液のことである A. 共役酸と共役塩基 弱酸 HA の水溶液中での電離平衡と共役酸 共役塩基 弱酸 HA の電離平衡 HA + H 3 A にお

ポリトロープ、対流と輻射、時間尺度

0 21 カラー反射率 slope aspect 図 2.9: 復元結果例 2.4 画像生成技術としての計算フォトグラフィ 3 次元情報を復元することにより, 画像生成 ( レンダリング ) に応用することが可能である. 近年, コンピュータにより, カメラで直接得られない画像を生成する技術分野が生

平成 28 年 10 月 25 日 報道機関各位 東北大学大学院工学研究科 熱ふく射スペクトル制御に基づく高効率な太陽熱光起電力発電システムを開発 世界トップレベルの発電効率を達成 概要 東北大学大学院工学研究科の湯上浩雄 ( 機械機能創成専攻教授 ) 清水信 ( 同専攻助教 ) および小桧山朝華

Microsoft PowerPoint - SeniorMtng_2010_06_14V2.ppt

( ) e + e ( ) ( ) e + e () ( ) e e Τ ( ) e e ( ) ( ) () () ( ) ( ) ( ) ( )

Microsoft PowerPoint - 遮蔽コーティングの必要性 [互換モード]

スライド 1

IC-PC法による大気粉じん中の六価クロム化合物の測定

素粒子物理学2 素粒子物理学序論B 2010年度講義第4回

PowerPoint プレゼンテーション

µµ InGaAs/GaAs PIN InGaAs PbS/PbSe InSb InAs/InSb MCT (HgCdTe)


The world leader in serving science OMNIC ユーザーライブラリベーシックマニュアル サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社

DE0087−Ö“ª…v…›

2

: (a) ( ) A (b) B ( ) A B 11.: (a) x,y (b) r,θ (c) A (x) V A B (x + dx) ( ) ( 11.(a)) dv dt = 0 (11.6) r= θ =

( ) ,

untitled

Chap. 1 NMR

From Evans Application Notes

研究成果報告書

航空機複合材部品の紫外線劣化加速評価法の開発,三菱重工技報 Vol.51 No.4(2014)

平成 27 年 7 月 1 日発行 86 反応性接着剤の分析装置を用いた硬化度合い評価方法 はじめに 反応性接着剤は 硬化反応を経て液体から固体となり機能を発現します 一般的に 反応性接着剤の硬化判断は主に接着強度の測定によって行われてきましたが 使用目的が接着用途以外にも多様化するなかで 硬化の状


Microsoft PowerPoint - matsuzawa

RMS(Root Mean Square value 実効値 ) 実効値は AC の電圧と電流両方の値を規定する 最も一般的で便利な値です AC 波形の実効値はその波形から得られる パワーのレベルを示すものであり AC 信号の最も重要な属性となります 実効値の計算は AC の電流波形と それによって

(資料4)かっこいい生活(新聞記事あり).PDF

陦ィ邏・3

Japanese nuclear policy and its effect on EAGLE project

Microsoft Word - 博士論文概要.docx

QMII_10.dvi

Transcription:

発光 吸収計測による予混合圧縮着火燃焼の研究 * 飯島晃良 1) 庄司秀夫 2) A Study of Homogeeous Chrge Compressio Igitio Usig d Absorptio Mesuremet Akir Iijim Hideo Shoji Spectroscopic techiques were used to ivestigte the combustio chrcteristics. The results reveled tht the distributio profile of the light emissio spectr of the hot flme differed substtilly depedig o the ir-fuel rtio (AFR). Specificlly, i low AFR coditio, strog light emissio is see little fter the CO-O glow i wvelegth rge from -8 m. The level of bsorbce t wvelegth correspodig to the HCHO durig the low-temperture rectio decresed whe the fuel octe umber ws icresed. Additiolly, the level of bsorbce lso decresed whe residul gs ws pplied to combustio of low-octe fuel. Key Words: Iterl Combustio Egie, Combustio /, Octe Number, Iterl EGR, Flme Spectr 4 1. 序論高効率かつ低公害な内燃機関の燃焼方式として, 予混合圧縮着火 () 燃焼が注目されている (1). は予混合気を圧縮自着火させるため, 着火時期の制御が困難である. また, 多点同時着火による急峻な圧力上昇によって, 高負荷での運転が制限される. これらの課題を解決する有効な手段を構築するためには, 圧縮自着火過程の詳細を理解する必要がある. 本研究では の着火および燃焼制御因子として当量比, 残留ガス状態 ( 内部 EGR 率 ), オクタン価を選択し, これらをパラメータとした. 解析手法として, 燃焼室内における化学種等の発光および吸収挙動に着目し, 実機 燃焼過程に及ぼす上記パラメータの影響を調べた. 2. 実験装置および方法供試機関の仕様を表 1 に, 実験装置の概略を図 1 に示す. 本研究では, 燃焼室内の測定自由度が高い 2 ストローク機関を用いた. 当該機関にて, 給気比が高い条件で低オクタン価燃料を圧縮自着火させると,4 ストローク 燃焼に特徴的な冷炎を伴う 2 段着火が観測される. すなわち 4 ストローク に対応した燃焼を模擬できる (2). また, 排気口を絞る事で, 意図的に多量の残留ガス ( 内部 EGR) を与える事ができる. シリンダヘッド上部 ( 図 1 の H) および側面 (X 1 -X 2 ) に取付けた石英窓より, 燃焼室内の発光と吸収を調べる. 燃焼室内の発光を石英窓より取り出し, 分光器および光電子増倍管に導く事で, 特定の波長の発光強度の時系列データを採取する. また, シリンダヘッド側面の石英窓より, キセノンラ *7 年 4 月 日受理. 7 年 月 24 日自動車技術会春季学術講演会において発表. 1) 2) 日本大学理工学部 (1-88 千代田区神田駿河台 1-8-14) (E-mil: iijim@mech.cst.iho-u.c.jp) ンプ光を照射し, 燃焼室内を透過させ, 透過光を分光器およ び光電子増倍管に導く事で, 燃焼室内の透過光強度の時系列 データを採取する. 分光器の波長分解能は半値幅 4 m である. Tble 1 Specifictios of test egie 2-Stroke Air Cooled SI Egie Scvegig Type Bore Stroke Displcemet Schürle 72 6 mm 244 cm 3 Effective :1 / 12: 1 Compressio Rtio SI 8.7:1 PRF (-hepte + iso-octe: - 6 RON) Test Fuels -hexe ( RON) SI iso-octe ( RON) A-D Coverter Moochromtor 1 or Absorptio Lmir Flowmeter Cylider Pressure (P) Moochromtor 2 Fuel Tk Crk Agle Pick-up Opticl Fiber Opticl Fiber H X1 X2 Fig. 1 Cofigurtio of test equipmet. Computer NOx Alyzer Xeo Lmp Iterl EGR Cotrol Vlve Dymometer 上記の装置を用いて, 以下の実験を行った. [ⅰ] 発光スペクトル計測 : 機関を定常運転し, m から 9 m までの波長における発光強度の時系列データを m おき ( m 以降は m おき ) に測定. 当量比 (φ) および残留

ガス状態の影響を調べた. [ⅱ] 吸収スペクトル計測 : 機関を定常運転し, m から m までの波長における透過光強度の時系列データを m おきに測定. 残留ガス状態の影響を調べた. [ⅲ] 発光吸収同時計測による着火挙動調査 :HCHO に相当する波長の発光および吸収を同時計測した. オクタン価および残留ガス状態の影響を調べた. 3. 結果および考察 3.1. 発光スペクトル表 2 に, 発光スペクトルの測定条件を示す.Cse 1 から Cse 4 は, フルスロットル, 内部 EGR バルブ全開による, 低残留ガス状態 (without i-egr) の 燃焼である.Cse 1 から Cse 4 の順にサイクルあたりの燃料投入量 (Q i ) が増加する.Cse は, 内部 EGR バルブを絞り, 給気比を低下させた高残留ガス状態 (with i-egr) の 燃焼である.Cse 1 から Cse はいずれも -hepte( RON) を燃料に用いた. Cse 6 は, との比較のために計測した火花点火 (SI) 運転である. この場合, 自着火発生を防ぐために実圧縮比 8.7: 1 および iso-octe( RON) を用いた. また,Cse 1 から Cse の 運転では, 冷炎の微弱な発光を捕らえるために, 光路長を長くとれるシリンダボア方向の発光を計測した ( 図 1 の X 1 ). 一方,SI 運転の場合は, 伝播火炎が光路を横切るようにするために, シリンダヘッド上部から発光を採取した ( 図 1 の H). 点火栓と石英窓との位置関係を図 2 に示す. Tble 2 Mesuemet coditios for light emissio spectr Cse 1 Cse 2 Cse 3 Cse 4 Cse Cse 6 Opertig Mode SI Residul Gs Stte With Compressio Rtio (ε) : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 8.7: 1 Fuel Flow Rte (Qi) 4.8.7 7. 8..2 12.4 Equivlece Rtio (φ).4..6.7.9 Egie Speed (N) rpm rpm rpm rpm rpm rpm Test Fuel -hepte -hepte -hepte -hepte -hepte iso-octe Scvegig Rtio (SR).9 1.1.4 (Throttlig) Sprk Plug (SI Opertio) Qurtz Widow ( Mesuremet) 29 Scvegig Port Exhust Port Scvegig Port Fig. 2 Mesuremet positio for SI opertio. 図 3 に,Cse 1 から Cse 6 における熱発生率代表波形 ( サイクル平均波形 ) を示す.Cse 1 からCse 4の低残留ガス 条件では, いずれも冷炎を伴う 2 段着火が観測されている. 高残留ガス 条件の Cse では, 熱発生率波形上に冷炎が確認できず, 熱炎のみの燃焼形態を示している. 上記を基に, 以下の点に着目し発光スペクトル比較を行う. [1] Cse 1~4 の比較 : 燃焼の熱炎形態に及ぼす燃料投入量 ( 当量比 ) の影響 [2] Cse 1~4 と Cse 6 の比較 : 燃焼と SI 燃焼の比較 [3] Cse 1, 2 と Cse の比較 : 燃焼の熱炎形態に及ぼす残留ガスの影響 [4] Cse 3 と Cse の比較 : 燃焼の冷炎形態に及ぼす残留ガスの影響 Het Relese Rte, NOx Emissios [ppm] 3 Cse 4 ( φ=.7) Cse 3 ( φ=.6) Cse 2 ( φ=.) Cse 1 ( φ=.4) Cse 1 Cse 2 Cse 3 Cse 4 Cse Cse 6 4 3 Cse ( With ) Cse 6 (SI φ=.9) -6 Fig. 3 Typicl mesured HRR wveforms. Cse (With ) Cse 1 Cse 2 Fig. 4 NOx emissios s fuctio of fuel flow rte. 表 2 のそれぞれの条件における発光スペクトル解析結果を図 ~(Cse 1~6) に示す. これらの図は, 各波長における発光強度の時系列データ ( クランク角度.1 度ごとに計測 ) の サイクル平均波形を並べたものである. また, 各 3-D 図の下側の x-y 平面上に発光強度の等高線が投射されている. これらの図より, 燃料投入量によって発光スペクトルの分布形状が大きく異なるのが分かる. 図 の Cse 1 や図 6 の Cse 2 の場合,CO-O 放射 (3-) と思われる ~ m の連続スペクトルが確認できるが,OH 等の強い発光は確認できない. しかし, 図 7 の Cse 3 や図 8 の Cse 4 になると,CO-O 放射にやや遅れて可視から近赤外にかけての強い発光が確認できる (~8 m).9 m 付近の強い発光を除くと,7 m 付近にピークをもち, それより短 長波長側ともに発光強度が減少する ( 図 8). しかし, 短波長側はゼロにならず, ある程度の発光強度を保ったまま ~ m の CO-O 放射と重なる. これらの発光は主に H 2 O による発光 (vibrtio-rottio - 6 図 4 に,Cse 1 から Cse における燃料投入量 (Q i ) と NOx 排出量の関係を示す. 燃料投入量の増大とともに,NOx 排出量が急増している. つまり,Cse 1, 2, は NOx 排出量がゼロレベルであり,Cse 3, 4 は NOx が排出される条件である., (Cse 1~4), With (Cse ) Cse 3 Cse 4 4... 6. 6. 7. 7. 8. 8. Fuel Flow Rte, Qi []

の境界を示している 特に Cse 4 の場合 約 8 8 m に かけて 着火前にも発光が確認できる 図 8 の b これは 残留ガス中の H2O の発光が圧縮行程に観測されているものと 考えられる 2 ストローク機関を用いているため 高当量比側 でこのような発光が顕著になったものと考える 次に 図 7 の Cse 3 や図 8 の Cse 4 では 3 m 付近に OH と思われる強くて長い発光が確認できる これは 図 に示す火花点火燃焼 Cse 6 の発光スペクトルに類似してい る 図 7 8 が示す通り においても 当量比が高 い条件では 発光スペクトルの全体形状が火花点火機関の火 炎伝播燃焼に類似の形状になる 図 9 の高残留ガス下の 条件は 燃料投入量が Cse 1 と Cse 2 の間である 発光スペクトル形状は m 付近の分布形状は Cse 1, 2 と類似する しかし Cse は長 波長側の可視から近赤外 6 8 m にかけての発光が比 較的強く観測されている これらの違いは 残留ガス組成に よるものと考えられる Cse 1 および 2 は大量の空気に希釈 された燃焼であるのに対し Cse は大量の残留ガスに希釈 された燃焼である Cse の新気に対する当量比は のため Cse 1, 2 に比べて残留ガス中の H2O 濃度が高い そのため 8 m の可視から近赤外にかけての放射が強いものと 考えられる 加えて Cse では CO-O 放射に対応する発光 帯 m と 長波長側の発光帯 6 8 m が の Cse 3 や 4 と比べて明確に分かれている これは NO-O の発光 4 m 近赤外 の影響と考えられる Cse は 図 4 に示すように NOx が殆ど排出されていない その ため NO-O の発光が弱く m の CO-O 放射と 6 8 m の長波長側の発光帯が分離したものと考えられる gle k A 等高線の一番外側の境界 矢印 は いずれも同一発光強度 Cr のような発光が顕著になるものと思われる また 図 6 9 の.8.6.4.2. -.2 -.4-4 - - 4 8 6 7 ] 4 legth, λ [m Wve 9 Fig. 6 Light emissio spectr for combustio (Cse 2). Cse 3 () -hepte ( RON) ε = :1 rpm Qi = 7..8.6.4.2. -.2 -.4-4 - - 4 8 9 6 7 4 th, λ [m] g Wvele C は NOx が生成される条件である そのため 高当量比側でこ, E [A.U.] Emissio Itesity.] Light 成量も多い 加えて 図 4 に示したように これら Cse 3, 4 deg,θ[ と思われる 燃料投入量 が多いため 燃焼ガス温度および圧力がともに高く H2O 生 E [A.U.] 近赤外 による連続スペクトル Cse 2 () -hepte ( RON) ε = :1 rpm Qi =.7 io Itesity, [deg.] Light Emiss gle, θ rk A (,6) Fig. 7 Light emissio spectr for combustio (Cse 3)..] E [A.U.] [deg Itesity, le, θ g A k Cr bds および NO と O の再結合反応 NO+O NO2+hν 4 m Cse 4 () -hepte ( RON) ε = :1 rpm Qi = 8. 4 3 2 1-1 -2-4 - - 4 b 8 9 6 7 4 [m] gth, λ Wvele C 4 9 7 8 6, λ [m] gth Wvele Fig. Light emissio spectr for combustio (Cse 1). Cse () With -hepte ( RON) ε = :1 rpm Qi =.2.8.6.4.2. -.2 -.4-4 - - 4 e,.8.6.4.2. -.2 -.4-4 - - 4 gl ka Cr Cse 1 () -hepte ( RON) ε = :1 rpm Qi = 4.8 ] E [A.U.] eg. Itesity, θ [d esity, E [A.U.] It eg.] d [ le, θ Ag rk Fig. 8 Light emissio spectr for combustio (Cse 4). 4 7 8 6, λ [m] th g le Wve 9 Fig. 9 Light emissio spectr for combustio (Cse ).

Itesity, E [A.U.] 4 3 2 1-1 -2-4 6 8 4 Cse 6 (SI) iso-octe ( RON) ε = 8.7:1 rpm Qi = 12.4 WOT 6 7 8 9 Wvelegth, λ [m] Fig. Light emissio spectr for SI combustio (Cse 6). その他, 図 7~ をみると,9 m および 6 m 付近に強い発光が確認できる. これらの原因として,FeO などが考えられる. その他大気中に微量に存在する N(D 線 ) からの発光も指摘されている (4). しかし, 詳細は不明である. 前述の 条件 (Cse 1~Cse 4) は, いずれも熱発生率波形に冷炎が確認できる. 図 11 に, 低残留ガス条件の Cse 3 における発光スペクトル分布の等高線と代表的な熱発生率波形を示す. 等高線は, 冷炎の発光を確認するために拡大している. 微弱であるが, 熱発生率波形の冷炎と同時期に 36~47 m の範囲に発光が確認できる ( 図 11 領域 c). これは Emeleus s cool flme bds () にほぼ一致しており, 実機 燃焼においても,Emeleus s cool flme bds に対応した冷炎スペクトルを示す事が分かる. 図 12 に, 高残留ガス条件の Cse における発光スペクトル分布の等高線と代表的な熱発生率波形を示す.Cse は低オクタン価燃料 ( RON) を用いているにも関わらず, 熱発生率にも発光スペクトルにも冷炎が確認できず, 残留ガスを与える事で, 低温酸化反応が生じにくくなる事が分かる. 高残留ガスの 条件では, オクタン価変化に対して着火時期が変化しにくくなるという結果を得ており (2), これには上記の低温酸化反応を生じにくくさせる効果が影響しているものと考えられる. Het Relese Rte, Wvelegth, λ [m] - 47 4 4 4 37 3 3 c Cse 3 () RON ε = :1 rpm Qi = 7. Itesity, E [A.U.] >...26..14 27 < 8.E-4.8-4 - - 4 6 7 Fig. 11 Light emissio spectr for combustio (Cse 3). Fig. 12 Light emissio spectr for combustio (Cse ). 測定条件を表 3 に示す.Cse 7 は低残留ガスの 条件であり,Cse 8 は高残留ガスの 条件である. Tble 3 Mesuemet coditios for light bsorptio spectr Residul Qi N SR ε [ ] φ [ ] Fuel Gs Stte [] [rpm] [-] Cse 7 :1 6.8.4 -hepte 1.3 Cse 8 With :1 6.7 -hepte. Het Relese Rte, -4 - - - Wvelegth, λ [m] - 47 4 4 4 37 3 3 27 < 8.E-4.8-7 -6-4 - - 4 6 7 Cool Flme Cse () With RON ε = :1 rpm Qi =.2 Itesity, E [A.U.] >...26..14 3.2. 吸収スペクトル第 2 章の [ⅱ] に示した方法で, 吸収スペクトルを調べた. 各波長における透過光強度の時系列データを 波形平均し, 各波長ごとに次式 (1) の吸光度 A で整理した. ここに,E は下死点における透過光強度,E は任意のクランク角における透過光強度である. A E E = E = 1 [-] (1) E E Cse 7 および Cse 8 における代表的熱発生率波形を図 13 に示す. 低残留ガス下の である Cse 7 は, 明確な 2 段着火を示すのに対し, 高残留ガス下の である Cse 8 は, 熱発生率波形上に冷炎が殆ど観測できない. Cse 7 Cse 8-6 -4 - - 4 6 Fig. 13 Typicl mesured HRR wveforms. Cse 7 における吸収スペクトル解析結果を図 14 に示す. 熱発生率波形と対応させるために, 等高線上に熱発生率波形における冷炎最大時期 (LTR pek ) および熱炎最大時期 (HTR pek ) を破線で示す. 冷炎の発現と同時期に,~34 m にかけて強い吸収が確認できる ( 図 14 領域 d). その後, 吸光度の増加が緩慢になり, 熱炎の発生直前にピークを迎え, 熱炎発生

とともに急減する これは主に HCHO の吸収 28 m 3 () 大と 微弱な発光が確認できる 図 16 区間 α これは冷炎 m を捕らえたものと考えられる また 3 m において 反応に伴う HCHO の生成とその発光を捕らえたものと考えら 熱炎の発生以降に暫く強い吸収が続いているのが確認できる れる その後冷炎の縮退とともに 吸光度増加が緩慢になり 図 14 矢印 e これは OH を捕らえたものと考えられる 発光は観測できなくなる そして 熱炎の発生とともに 吸 つまり この波長では HCHO と OH の双方を捕らえている 光度が急減し 発光は増大する 吸光度の減少は 自己着火 と言える 但し HCHO は着火とともに急減し 一方で OH の発生に伴う HCHO の消費挙動を捕らえたものと考えられる は着火とともに急増すると考えられる よって 着火前は主 また 同時に起こっている発光強度の増大は 3.1. 節の結果 に HCHO 着火後は主に OH を捕らえていると考える から CO-O 放射を捕らえたものと言える 図 8 光度の上昇が緩慢になっているのが分かる 以上の事から 34 m 付近の吸光度を調べる事で 着火前における低温 酸化反応の活性度合いを定性的に知る事が可能と考えられる Cse 7 () -hepte ( RON) Qi= 6.8 ε = :1 rpm.6.4 2..2.. 39.2 m (HCHO). ] 4 pek e H TR LTRpek - 図 16 の実験条件を模擬した計算を実施した 使用した反応機 構は Curr らによる PRF 反応機構(7)である 結果を図 17 に - - Cse 8 () With RON ε = :1 Qi= 6.7 rpm.8.6.4.2. 示す 実験結果と同様に冷炎発生とともに HCHO のモル分率 が増大し 熱炎発生とともに HCHO が急減するというプロフ ァイルを示す事が分かる また 着火とともに OH のモル分 率が急増しており 3.2. 節の吸収スペクトルにおける 3 m の挙動 図 14 矢印 e に対応していることが分かる - HTR LTRpek pek [m] Mole Frctio -.2 -.4 -.6 3 4 4-4 - 素反応数値計算ソフト CHEMKIN 4. IC Egie を用いて d λ [m 3 4 4-4 - Fig. 16 Typicl mesured wveforms for combustio. legth, Wve Het Relese Rte Light Absorptio 293.1 m 1. (HCHO) -4 Absorbce, A [-] τ.4. -.2 Fig. 14 Light bsorptio spectr for combustio (Cse 7). gth, λ α.2 -.4 -.6 Wve le -hepte ( RON) ε = : 1 rpm.6 Absorbce, A [-].8 4 Itesity, E [A.U.] 図 に示す 残留ガスを与える事によって 冷炎反応時の吸 Absorbce, A [-] 次に 残留ガスを与えた Cse 8 における吸収スペクトルを - - 1 8 6 4.4.3.2.1. (Clculted) RON ε = : 1 rpm φ =.6 OH HCHO - - - - - - Fig. 17 Clculted result for combustio. 上記のように 実験における吸光度と計算における HCHO モル分率が 同様のプロファイルを示した そこで 図 18 に 3.3. 発光吸収同時計測による着火挙動 示す特性値を定義し 低温酸化反応の解析を行った 図 16 に -hepte を用いた低残 留ガス 運転における 発光吸収挙動を示す 測定波長 は 低温酸化反応に特徴的な HCHO の強い発光および吸収波 長である 39.2 m 発光 および 293.1 m 吸収 を選んだ 図 16 から 熱発生率波形の冷炎発現と同時期に吸光度の増 τ AL or XL (1) オクタン価の影響 Absorbce, A [-] or Mole Frctio, X [-] Fig. Light bsorptio spectr for combustio (Cse 8). Fig. 18 Defiitios of low-temperture rectio chrcteristics.

解析結果を図 19 に示す. 実験および計算ともに, オクタン価の増加とともに冷炎時の吸光度 (A L ) または HCHO モル分率 (X L ) が低下しているのが分かる. それに伴い, 冷炎から熱炎までの期間 (τ) が増加していくのが分かる. Icresig of Absorbce Durig Cool Flme, AL [-] Icresig of HCHO Mole Frctio Durig Cool Flme, XL [-]........6..4.3.2.1. 4 Experimetl 3 12 Clculted 4 6 Fuel Octe Number, RON Fig. 19 Ifluece of octe umber o low-temperture rectio. Icresig of Absorbce Durig Cool Flme, AL [-]....... Iterl EGR Rte, γ EGR [%] Fig. Ifluece of iterl EGR o low-temperture rectio. 4 3 8 6 4 2 Igitio Dely After Cool Flme, τ [deg.] Igitio Dely After Cool Flme, τ [deg.] Igitio Dely After Cool Flme, τ [deg.] -6 RON ε = :1 φ =.6 rpm (2) 内部 EGR の影響前項と同様の解析を, 内部 EGR 率 (γ EGR ) を変化させた場合に適用した.γ EGR は, 内部 EGR バルブを絞る前の給気比を基準 (γ EGR = %) とし, 内部 EGR バルブを絞った場合の給気比を用いて完全混合掃気 (8) を仮定して算出した (2). 機関運転条件は, 圧縮比 12: 1, 回転数 rpm, サイクルあたりの燃料投入量 9. 一定である. 本運転条件で,-hepte を用いると, 着火時期が早すぎる. そこで, -hepte に比べてオクタン価がやや高い -hexe ( RON) を用いた. 図 が示す通り, 内部 EGR の増大とともに, 冷炎発生時の吸光度 A L が減少し, 冷炎から熱炎までの区間 (τ) が増加していく. つまり, 低オクタン価燃料において, 残留ガスを与える事で, 低温酸化反応が起き難くなり, 高オクタン価燃料を用いたような着火特性になる事が分かる. このため, 残留ガスを与えた条件では, オクタン価変化に対して着火時期が変化しにくくなる (2) ものと考えられる. γ EGR -% -hexe ( RON) ε = 12:1 Qi= 9. rpm 4. 結論発光法および吸収法を用いて の着火および燃焼特性を調べた結果, 以下の事が明らかになった. (1) 当量比の変化によって, 発光スペクトルの分布形状が大きく変化する. 低当量比側では,CO-O 放射 (~ m) が主体の発光スペクトルを示す. 当量比が高くなると, CO-O 放射に続いて,~8 m の長波長側の発光が顕著に現れる. 加えて, 3 m 付近に OH と思われる, 強くて期間が長い発光が観測される. (2) -hepte( RON) を用いた において, 低残留ガス条件では熱発生率の冷炎発生と同時期に,36~47 m 付近に冷炎の発光スペクトルが観測された. 一方, 高残留ガス条件では, 冷炎と思われる発光が観測されなかった. (3) -hepte を用いた低残留ガス状態の において, 冷炎発生と同時期に,~34 m 付近の吸光度増大が観測される. また, それらは熱炎の発生とともに急減する. 高残留ガス条件では, 冷炎発生時の吸光度の上昇が緩慢になる. (4) -hepte を用いた において, 冷炎発生と同時期に, HCHO に相当する 293.1 m の吸光度が急増する. 同時に, HCHO に相当する 39.2 m に微弱な発光が観測された. () 低残留ガス状態の において, オクタン価を増加させると, 冷炎発生時における 293.1 m の吸光度の上昇が緩慢になり, 冷炎発生から自己着火発生までの区間 (τ) が増大していく. (6) -hexe( RON) を用いた において, 内部 EGR 率の増加によって,293.1 m の吸光度の挙動が, オクタン価を上昇させた場合 ( 上記 ()) と類似する. すなわち, 冷炎発生時の吸光度の上昇が緩慢になり, 冷炎発生から自己着火発生までの区間 (τ) が増大していく. (7) 指圧解析に加えて,HCHO の発光 吸収波長に相当する 39.2 m および 293.1 m の同時計測を行う事で, 自己着火に至るまでの低温酸化反応の挙動と, その活性度合いを定性的に知ることができる. 参考文献 (1) Zho, F., et l. (Editors): Egies -Key Reserch d Developmet Issues-, SAE PT-94 (3). (2) Iijim, A., Wtbe, T., Yoshid, K. d Shoji, H.: A Study of Combustio Usig Two-Stroke Gsolie Egie with High Compressio Rtio, SAE Trsctios, Vol. 1, Sectio 3, p. 31-42, (7). (3) 山崎由大, 高橋晋也, 飯田訓正 : ラジカル発光計測による DME 空気予混合圧縮自己着火機関の燃焼解析, 自動車技術会論文集,Vol. 34, No. 4, p. 7-8, (3) (4) 村瀬英一, 森上修, 花田邦彦, 宮浦猛, 池田淳 : 予混合圧縮自着火過程における発光スペクトルと写真観測, 日本機械学会論文集 Vol. 72,No. 719,p. 182-19,(6). () Gydo, A. G.: The Spectroscopy of Flme -2d Editio, Lodo, Chpm d Hll Ltd (1974). (6) Zho, H. d Ldmmtos, N.: Egie Combustio Istrumettio d Digostics, SAE R-264, 1, p. 663-67. (7) Curr, H. J., Pitz, W. J., Westbrook, C. K., Cllh, C. V., d Dryer, F. L.: Oxidtio of Automotive Primry Referece Fuels t Elevted Pressures, Proc. Combust. Ist., 27, pp.379-387, 1998. (8) Blir, G.: Desig d Simultio of Two-Stroke Egies, SAE R-161 (1996).