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ディ−ゼルエンジン燃焼室内の燃焼状態の可視化技術

−煤の生成と消滅過程の観察−

後藤新一(燃焼工学研究室長)、紺谷和夫(エネルギー部長)

 

研究内容

 ガソリン自動車に比べ、ディ−ゼル自動車の排ガス中には黒煙等の粒子状物質が多く、近年、大きな社会問題になりつつあります。ディーゼル自動車の排気管から大気中に排出される黒煙は目にも映り不快感なばかりか有害物質を含んでいる場合もあります。

 ディーゼル自動車からの排ガスについては、ガソリン自動車のような現在のところ決定的な排ガス対策は無く、燃焼室内で生じる燃焼の制御が唯一の黒煙およびNOx対策とされています。しかし、煙等の粒子状物質が、燃焼室内の高温空気中に噴射された軽油が着火した際に発生することはわかってはいたものの、この現象を捉えることの出来る技術はありませんでした。

 本研究では、ディ−ゼル燃焼室内に噴射した燃料噴霧から生じた火炎像とこの火炎像に照射したレ−ザ−光の透過像を高速カメラにより同時にフィルム上に捉えて、火炎強度と透過度から生成した粒子状物質中の固形分(煤)の存在を明確に映像化することに世界で初めて成功しました。さらに、連続撮影した映像からはディ−ゼル機関の燃焼室内の煤の生成と消滅過程を目視することができ、成果は内外の燃焼研究の基盤技術として幅広く役立っています。

(アニメの説明:燃焼のシャドウグラフ(左)と燃焼の直接像(右)の同時撮影)

ビデオがご覧になれない場合には、ここにクリックして見て下さい。

関連論文

(1)後藤、紺谷、「ディ−ゼル燃焼室内の煤濃度の測定」、日本船舶機関学会、37-4

(2)K. Kontani, S. Goto, "Measurment of Soot in a Diesel Combustion Chamber by Light Extinction Method and In-Cylinder Observation by High Speed Shadowgraphy" SAE Transactions, 92-3

受賞

(1)SAE Arch T. Colwel論文賞

(2)自動車技術会論文賞

(3)日本舶用機関学会奨励賞