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J-GLOBAL ID：202202260196489360   整理番号：22A0502591

二重燃料ディーゼルパイロット予混合天然ガスエンジンにおけるディーゼル噴霧点火現象の検証【JST・京大機械翻訳】

Verification of diesel spray ignition phenomenon in dual-fuel diesel-piloted premixed natural gas engine

著者 (6件)： Niki Yoichi (National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology, Tokyo, Japan) ,  Rajasegar Rajavasanth (Combustion Research Facility, Sandia National Laboratories, Livermore, CA, USA) ,  Li Zheming (Combustion Research Facility, Sandia National Laboratories, Livermore, CA, USA) ,  Musculus Mark PB (Combustion Research Facility, Sandia National Laboratories, Livermore, CA, USA) ,  Garcia Oliver Jose Maria (CMT-Motores Termicos, Universitat Politecnica de Valencia, Valencia, Spain) ,  Takasaki Koji (National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology, Tokyo, Japan)
資料名： International Journal of Engine Research  (International Journal of Engine Research)
巻： 23  号： 2  ページ： 180-197  発行年： 2022年 
JST資料番号： W1234A  ISSN： 1468-0874  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 二重燃料(DF)エンジンは,予混合天然ガスと開放型燃焼室の空気がディーゼル燃料パイロット噴霧によって点火されるが,それらの優れた耐久性のため,プレチャンバ火花点火(PCSI)エンジンより海洋使用のためにより一般的である。しかし,DFエンジンにおける着火と燃焼の制御は,PCSIエンジンよりも困難である。この文脈で,本研究では,低負荷条件での天然ガスと空気の圧縮予混合チャージに注入したn-ヘプタンパイロット燃料ジェットの着火安定性に焦点を当てた。実験データの理解を助けるために,パイロット燃料着火に対するメタン(CH_4)の化学効果に関する洞察を与えた単純化エンジン環境において,化学動力学シミュレーションを実施した。シミュレーションは,CH_4が,n-ヘプタン自己着火の両段階,すなわち,小,第一段階,冷炎型,低温着火(LTI),および,より大きな,2段,高温着火(HTI)に影響を及ぼすことを明らかにした。噴霧に同伴したCH_4に対するパイロット燃料の比が減少すると,CH_4の初期酸化はLTI中のパイロット燃料分解により生成するOHラジカルを消費し,それによってHTIへの進行を阻害した。画像診断を用いて,DF燃焼におけるLTIおよびHTIの空間的および時間的進行を,大型光エンジンで測定し,そして,低負荷条件での点火時期および燃焼完全性における厳しい変動の原因を理解するために,画像データを解析した。冷炎とヒドロキシルラジカル(OH*)化学ルミネセンスの画像は,それぞれLTIとHTIの指標として役立つ。画像データから抽出した着火のサイクルからサイクルと空間変動を比較の重要な計量として用いた。画像データは,パイロット燃料の局所濃度と周囲の天然ガス空気混合物の豊富さがLTIとHTIにとって重要であるが,異なる方法で重要であることを示した。特に,より高い噴射圧と短い噴射時間は混合速度を増加させ,より迅速にパイロット燃料のより低い濃度をもたらし,LTIが相対的にロバストであるとしてもHTIを阻害できる。注入圧力を80MPaから40MPaに減少させ,注入時間を500μsから760μsに増加させると,一定のパイロット燃料質量を維持し,一方,混合速度を効果的に遅くすることによって,LTIからHTIへのロバスト遷移を促進した。これは,CH_4酸化によって消費される前にLTIからHTIへの遷移を加速するために,パイロット燃料の2段階着火化学によって生成されるOHラジカルに対する十分な滞留時間を可能にする。したがって,予混合天然ガス燃料-空気等価比に対する実際の展望から,噴射パイロット燃料の一定質量を維持しながら,パイロット燃料注入パラメータのみを操作することにより,燃焼プロセスの「安定性」を改善することが可能である。これは,燃料着火化学における変動を相殺するための混合軌跡の調整を可能にし,パイロット燃料の局所濃度と予混合天然ガスと空気の豊富さの間のバランスを変えることによって,LTIからHTIへのロバスト遷移を促進する。これは,燃料効率を改善し,あるいは,シリンダ内壁からの早期燃焼を位置付けることにより,熱伝達損失を低減さえする,燃焼設計の貴重なツールであると証明できた。Copyright IMechE 2020 Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 化学ルミネセンス ,  高温 ,  酸化 ,  低温 ,  熱伝達 ,  噴射 ,  簡素化 ,  *天然ガス ,  シリンダ ,  冷炎 ,  燃焼室 ,  ディーゼル燃料 ,  自己着火 ,  燃焼過程 ,  ロバスト性

著者キーワード (8件)： 二重燃料エンジン ,  希薄予混合天然ガス燃焼 ,  ディーゼル ,  2段階自己着火 ,  冷炎化学ルミネセンス ,  OH*化学ルミネセンス ,  点火遅れ ,  化学反応速度論

分類 (1件)： 圧縮点火機関  (PB02030N)

タイトルに関連する用語 (8件)： 燃料 ,  ディーゼル ,  パイロット ,  天然ガス ,  ディーゼル噴霧 ,  点火 ,  現象 ,  検証