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J-GLOBAL ID：202102214197235077   整理番号：21A3414334

低温燃焼エンジンにおける熱障壁被覆のパラメトリックモデリング研究【JST・京大機械翻訳】

A parametric modeling study of thermal barrier coatings in low-temperature combustion engines

著者 (3件)： Yan Ziming (Clemson University, United States) ,  Gainey Brian (Clemson University, United States) ,  Lawler Benjamin (Clemson University, United States)
資料名： Applied Thermal Engineering  (Applied Thermal Engineering)
巻： 200  ページ： Null  発行年： 2022年 
JST資料番号： E0667B  ISSN： 1359-4311  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： シリンダ内熱障壁被覆(TBCs)は熱伝達損失を低減し,熱効率を増加させる。厚いTBCsは,体積効率を低下させ,エンドガスノッキングの傾向を増加させることにより,従来の燃焼モードの性能に負の影響を与えることを示した。低温燃焼(LTC)は,高効率と低排出を提供する先進燃焼戦略である。速度駆動自己着火の性質のため,LTCは従来の燃焼モードと基本的に異なり,厚いTBCsの利益とトレードオフを再評価する必要がある。以前の実験研究は,ピストン表面に適用された2mm厚さのTBCに関連した実現可能性と効率利得,ならびに高い負荷限界で観察可能な劣化のない必要な吸気温度の低減を示した。しかし,LTCに及ぼすTBCsとそれらの独立した熱物理特性の影響は系統的に調べられていない。基本的な熱力学的観点からLTCに及ぼすTBCの効果に関する包括的な研究を行う必要があり,それは現在の研究の動機として役立つ。本研究は,0Dエンジン熱力学モデルを,被覆とピストンの1D過渡熱伝達モデルに結合させた。モデルは,最初に金属ピストンベースラインに対して検証され,続いて,異なるエンジン負荷でのTBCケースの実験データに対する検証が続いた。モデルの忠実度で確立された信頼度で,3つのパラメータを独立に研究した:熱伝導率(k),被覆厚さ,および体積熱容量(s)。結果は,体積効率が,圧縮行程中の熱伝達の減少により,より厚い被覆で,7.4パーセントポイントまで実際に増加し,これは,自己着火に達するためのより低い吸気温度要求を可能にすることを明らかにした。しかし,吸気温度が非現実的に低くなる前に,厚さ限界が存在する。結果は,表面温度の上昇が,より高い効率に直接比例することを示した。従って,動力学的に制御されたLTCに対する最適被覆形態は,最低k,限界に達する前に最も厚いコーティング,および最も低いs,低いkおよび高い厚みが,最も熱効率利得(4.1パーセントポイント)および増加した排気エンタルピー(5.7%)に寄与する。Copyright 2021 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： エンタルピー ,  熱伝達 ,  熱力学 ,  シリンダ ,  ピストン ,  熱効率 ,  ノッキング ,  *被覆 ,  排気 ,  自己着火 ,  利得 ,  一次元 ,  *遮熱コーティング
準シソーラス用語： *低温燃焼 ,  燃焼モード , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 熱障壁コーティング ,  シリンダ絶縁 ,  低温燃焼 ,  効率改善 ,  熱力学モデリング

分類 (1件)： 圧縮点火機関  (PB02030N)

タイトルに関連する用語 (4件)： 低温燃焼 ,  熱障壁被覆 ,  パラメトリックモデリング ,  研究