海 外 開 発 / 海 外 生 産 特 集 海 外 の 大 学 とのエンジン 共 同 研 究 Collaboration on Engine Research with Foreign Universities 米 谷 俊 一 Shunichi Kometani 研 究 創 発 センター コア 技 術 研 究 室 1 はじめに
2 研 究 課 題 とテストエンジン 表 1 図 1 Engine Type Bore, Stroke 表 1 Engine Specification Displaced Volume 249 cm 3 Compression Ratio 9.5:1 Inlet Valve Open (IVO) Inlet Valve Close (IVC) Exhaust Valve Open (EVO) Exhaust Valve Close (EVC) 1Cyl. DOHC 5Valve 73 mm, 59.6 mm 31 CA BTDC 61 CA ABDC 61 CA BBDC 31 CA ATDC 3 筒 内 空 気 流 動 計 測 (LDV) 図 1 Valve Configuration 図 2 290 BTDC 240 BTDC 190 BTDC 130 BTDC 90 BTDC 50 BTDC 図 2 筒 内 空 気 流 動 (LDV)
4 筒 内 空 気 流 動 計 測 (PIV) 図 3 図 4 3 BTDC 290 BTDC 270 BTDC 230 BTDC 190 BTDC 130 BTDC 80 BTDC 図 3 50 BTDC 筒 内 流 動 (3 弁 PIV) 3 BTDC 290 BTDC 270 BTDC 230 BTDC 190 BTDC 130 BTDC 80 BTDC 50 BTDC 図 4 筒 内 流 動 (1 弁 PIV)
5 局 部 混 合 気 濃 度 計 測 ( 高 速 FID) 図 5 図 6 図 5 高 速 FID による 局 部 混 合 気 濃 度 計 測 装 置 6 混 合 気 分 布 計 測 (LIF) 図 7 図 8 HC Concentration(ppm 00) HC Concentration(ppm 00) 60 50 40 30 20 0 60 50 40 30 20 0 3-V SOI 120 3-V SOI 340 Center SOI 120 Center SOI 340 1,500 rpm WOT Nominal A/F =12-80 -60-40 -20 0 20 40 Crank Angle(deg) 2,000 rpm WOT Nominal A/F =12-80 -60-40 -20 0 20 40 Crank Angle(deg) 図 6 局 部 混 合 気 濃 度
(SOI 290) (SOI 270) 図 7 筒 内 混 合 気 濃 度 分 布 ( 燃 料 噴 射 時 期 の 差 ) (3 弁 ) (1 弁 サイド ) 図 8 筒 内 混 合 気 濃 度 分 布 ( 弁 数 の 差 )
7 火 炎 直 接 撮 影 図 9 図 図 11 図 9 撮 影 範 囲 2,000 rpm WOT A/F=13 SOI 120BTDC 2,000 rpm WOT A/F=13 SOI 120BTDC 14 After Ignition 24 After Ignition 2,000 rpm WOT A/F=13 SOI 340BTDC 14 After Ignition 24 After Ignition 2,000 rpm WOT A/F=13 SOI 340BTDC 14 After Ignition 24 After Ignition 図 燃 焼 撮 影 (3 弁 ) 14 After Ignition 24 After Ignition 図 11 燃 焼 撮 影 (1 弁 )
8 排 気 ガス (HC) 計 測 図 12 9 エンジン 共 同 研 究 あれこれ 図 12 排 ガス 計 測 結 果 THC ( ppm x 00) THC ( ppm x 00) 9 8 7 6 5 35 30 25 20 15 1,500 rpm WOT 2,000 rpm 50% 3 弁 1 弁 12 13 14 Nominal A/F 12 13 14 Nominal A/F 9 8 7 6 5 35 2,000 rpm WOT 2,500 rpm WOT 3 弁 1 弁 THC ( ppm x 00) THC ( ppm x 00) 30 25 20 15 3 弁 1 弁 12 13 14 Nominal A/F 12 13 14 Nominal A/F 3 弁 1 弁
おわりに 参 考 文 献 1) 飯 田 実, 林 素 明, David E. Foster, Jay K. Martin: 予 混 合 自 着 火 エンジンの 一 般 的 性 質 と 着 火 時 期 の 予 測,ヤマハ 発 動 機 技 報,2001 年 9 月,No.32 2) 飯 田 実, 森 川 健 志,Aroonsrisopon, T., Sohm V., Werner P., Foster D.:HCCI 燃 焼 における 炭 化 水 素 燃 料 性 状 の 影 響, 自 動 車 技 術 会 2002 年 No.-02 シンポジウム 進 化 するガソリンエンジン 3) Iida, M., Hayashi, M., Foster, D.E., and Martin, J., "Properties of Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) Engine with n-butane Fuel", accepted for publication in ASME Journal for Gas Turbine and Power, 2002. 4) Aroonsrisopon T., Morikawa T., Iida M., Foster D. "Comparison of HCCI Operating Ranges for Combinations of Intake Temperature, Engine Speed and Fuel Composition", SAE Paper 02FCC-124 5) Kampanis N., Arcoumanis C., Kato R., Kometani S., "Flow, Combustion and Emissions in a Five- Valve Research Engine", SAE Paper 2001-01-3556 6) 加 藤 隆 輔, 木 下 久 寿, 米 谷 俊 一 :モーターサイクル 用 5バルブエンジンの 筒 内 流 動 による 混 合 気 形 成 へ の 影 響, 自 動 車 技 術 会 学 術 講 演 会 前 刷 集, 2002 年 春 季 大 会, No.74-02, 20025259 著 者 米 谷 俊 一