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ガソリン燃焼チーム クラスター大学03 (着火向上班)

目 的

研 究 方 法

高乱流・超希薄燃焼時での熱効率50％を達成するための点火（着火）条件，着火限界を支配するパラメータを決定し，火花放電挙動から着火に至る過程のモデル化を行う．

• 高乱流・超希薄燃焼時での火花放電ならびに初期火炎核の可視化共用(可視化)エンジン/RCEM，高感度／超高速カメラ，局所・高速PIV，点火プラグ組込型LDV，分光計測

• 火花点火モデル構築放電パーセル法，電気回路モデルによる高流動場での火花放電挙動のモデル構築詳細化学反応を考慮した初期火炎核形成

RCEMならびに共用可視化エンジンでの放電挙動観察

流動場での火花放電

挙動のモデル化

LDVによる流速・乱れ計測ならびに火花放電モデルの高精度化

高乱流・超希薄燃焼

時での火花放電挙

動のモデル化

高乱流・超希薄燃焼

時での火花放電と初

期火炎核形成過程

の把握

• 超希薄燃焼時での火花放電挙動• 火花放電から初期火炎核形成へ至る過程

• パラメータ（当量比，圧力等）と火花放電挙動，初期火炎核形成過程

• 希薄燃焼時での点火モデルの構築

今年度の取組• SIP共用メタルエンジンでの火花放電，初期火炎核の可視化＋放電エネルギー計測＋分光計測

• パラメータ（当量比，圧力等）と火花放電挙動，初期火炎核形成過程

• 点火プラグ組込型光ファイバLDVシステムによるフィアリング時点火プラグ近傍流速計測

RCEM改良・計測手法構築

圧縮膨張機関におけ

る火花点火挙動の可

視化手法構築

流動場での火花放電

挙動の可視化

放電挙動データ蓄積ならびに火花 放 電 モ デ ル（3D）構築

共用メタルEg可視化計測分光計測ファイバLDV

2019/01/28 SIP「革新的燃焼技術」最終シンポジウム

岡山大学大学院 河原 伸幸

高乱流・超希薄燃焼時での火花点火メカニズムの解明と火花放電挙動のモデル化

放電パーセル筒内流動

放電パーセル法

乱流燃焼速度の式 stせん断による消炎効果

火炎核成長モデル電気回路モデル放電エネルギー変化と再放電

p uT plasma

b

drs s

dtrr

= +

詳細化学反応を考慮した初期火炎核形成（岡山大担当）

• 火花放電パーセル法

• 電気回路モデル

• 詳細化学反応を活用した初期火炎核形成

火花放電形成から初期火炎核形成に至る過程

HINOCA基本点火モデルの概要

, =

= − − = . ⁄ .

共用メタルエンジンでの火花放電ならびに初期火炎核の高速可視化

光ファイバ組込型点火プラグによる時系列分光計測

HINOCAへの貢献• 火花放電挙動の可視化（実証データ）• 火花放電から初期火炎核形成に至る過程（実証データ）• 詳細化学反応を活用した初期火炎核形成過程

主な成果（モデル式、実験式）

研究成果に基づくモデル式あるいは実験式

研 究 計 画

� = � . � GTT (RANS)

In Ex

0ms 0.166ms 0.332ms 0.498ms 0.664ms

0.830ms 0.996ms 1.162ms 1.328ms 1.494ms

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2Time, ms

Inte

nsity

, a.u

.

Wavelength, nm

Tim

e fro

m s

park

tim

ing,

ms

0

Premium gasoline, f=0.77

Grating=600L/mmExposure time=120μsGain=240 (Max.255)

OH* P branch

OH* R branchCN*(1, 0)

CN*(0, 0)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Tem

pera

ture

, K

Time from spark, ms

Adiabatic temp.

Vibrational temperature

Rotational temperature

点火プラグ近傍流動計測

-10

-5

0

5

10

15

20

-360 -270 -180 -90 0

Velo

city

, m/s

CA, deg.ATDC

AverageStandard deviation

PIV

-15