Development of Organic Hybrid Additives to Maximize the Thermal Efficiency of Super-Lean Burn Automobile Engines

开发有机混合添加剂以最大限度地提高超稀薄燃烧汽车发动机的热效率

• 批准号: 21K03901
• 负责人: 高橋 和夫
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03901/
• 关键词: ハイブリッド添加剤; ノッキング; 超希薄燃焼; 高圧衝撃波管; 単気筒エンジン; スーパーリーンバーン; 着火遅れ; 希薄限界; エンジン; アンチノック剤

地球温暖化を阻止するには，二酸化炭素（CO2）の排出割合が大きい自動車への対策が急務である。多岐に渡る自動車の温暖化対策技術の中で，内燃自動車エンジンの熱効率向上は近未来の現実的かつ確実な選択肢として極めて重要である。現在，ガソリン車の熱効率向上として超希薄燃料燃焼が注目されているが，同技術のメリットを生かして最大限の熱効率を得るには，ノッキング回避（反応抑制）と点火後の安定した火炎伝播（反応促進）が不可欠となる。本研究では，燃料に添加剤を加えて燃焼の化学反応を制御することにより，相反するこれらの２つの課題の同時解決を図る。ノッキングが問題となる低温（< 800 K）では，低温燃焼中の連鎖担体ラジカルを捕捉して自着火反応を抑制する一方で，火炎伝播の安定性に関連する高温（< 1000 K）では，逆に燃焼反応を促進するという２つの機能をもつクリーンなハイブリッド有機系添加剤の開発を行い，熱効率の飛躍的な向上を目指すものである。研究初年度である2021年度はノッキング回避を目的として，分子シミュレーション計算による候補物質のスクリーニングを行い，低温領域で燃焼を抑制させる機能をもつ有機化合物を抽出した。これによって得られた知見をもとに，2022年度は高圧衝撃波管およびエンジンを用いた実験を実施し，シミュレーション計算で予測された高いアンチノック性能がリグ試験および実機試験の双方で得られることを検証・確認した。

To prevent global warming, carbon dioxide (CO2) emissions are cut off and emergency measures are taken. In the process of multi-channel automatic vehicle warming strategy technology, the thermal efficiency of internal combustion automatic vehicle is very important for the future. At present, the thermal efficiency of the vehicle is improved. It is hoped that the combustion of ultra-thin fuel will be noticed. In the same technology, the maximum thermal efficiency will be obtained. The thermal stability after ignition will be avoided (anti-combustion suppression). This study aims to solve the problems of chemical reaction control of fuel additive addition and combustion simultaneously. In addition, the stability of flame propagation is related to the high temperature (<1000 K), and the combustion reaction is promoted. In addition, the function of the flame propagation is related to the development of organic additives, and the thermal efficiency is increased. In the initial year of the study, until 2021, the purpose of the study was to extract organic compounds from the combustion inhibition function in the low temperature field. In 2022, the high-pressure shock wave tube was tested and the test results were confirmed.

项目成果

ジイソブチレンを燃料とした高圧縮比火花点火機関の希薄限界評価

以二异丁烯为燃料的高压缩比火花点火发动机稀薄极限评价

• 发表时间: 2022
• 作者: 小野智也;北島克紀;大森佑哉;境田悟志;田中光太郎;金野満;寺坂典;青木瑞葵;高橋和夫
• 通讯作者: 高橋和夫

アンモニアを燃料とするエンジン燃焼排ガスの触媒による浄化

以氨为燃料的发动机燃烧废气的催化净化

• 发表时间: 2022
• 作者: 三浦美理;青木瑞葵;山根祥太;植田達実;高橋和夫
• 通讯作者: 高橋和夫

長加熱時間型高圧衝撃波管を用いたC5炭化水素の自着火特性評価

使用长加热时间高压激波管评价C5烃的自燃特性

• 发表时间: 2021
• 作者: 三浦美理;寺坂典;青木瑞葵;植田達実;高橋和夫
• 通讯作者: 高橋和夫

衝撃波圧縮自着火に及ぼすガソリン成分炭化水素の非線形混合効果

汽油组分烃的非线性混合对冲击波压缩自燃的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 植田達実;福島滉樹;三浦美理;寺坂典;青木瑞葵;高橋和夫
• 通讯作者: 高橋和夫

Application of Shock Tube to Research of Automotive Fuels

激波管在汽车燃料研究中的应用

• DOI: 10.20619/jcombsj.64.210_340
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Combustion Society of Japan
• 作者: S.Sakagami;N.Sawano;N.Yoshida;N.Ono;高橋 和夫
• 通讯作者: 高橋 和夫