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エンジン効率向上に向けた燃料改質技術の研究開発動向

エンジン効率向上に向けた燃料改質技術の研究開発動向

~エンジン高効率化の中での廃熱量の変化~
東京都 開催

概要

本セミナーでは、自動車メーカ各社および国家プロジェクトでの研究開発が進められている「燃料改質技術」について基礎から解説し、要素技術、実用化に向けた課題と検討が必要な項目を研究開発の最前線で活躍する4名の講師が解説いたします。

開催日

  • 2017年3月28日(火) 10時30分 16時10分

プログラム

第1部 燃料改質技術の基礎と実用化に向けた必要技術・検討項目

(2017年3月28日 10:30〜11:40)

 燃料改質により得られる改質燃料のおいしさを、化学反応を交えながら解説するとともに、排熱で燃料改質を行う場合の基本事項の確認を行う。

  1. はじめに
  2. 熱平衡計算から推測する改質燃料成分
  3. 改質燃料成分が自着火及び層流燃焼速度に及ぼす影響
  4. 模擬改質燃料が機関性能に及ぼす影響~ガソリンエンジンを例に~
  5. 実用化に向けて必要な技術
  6. まとめ
    • 質疑応答

第2部 ガソリン燃料改質によるエンジン性能の改善と改質触媒に関する研究

(2017年3月28日 12:20〜13:30)

 本講演では、ガソリンエンジンにおいて、EGR配管経路中に改質触媒を持つオンボード燃料改質システムを考案し、原理確認を行なった研究について、改質ガス成分をガソリン混合気に混ぜた素反応計算や単気筒エンジン実験を行なうことにより、水素だけでなく水素以外の成分が燃焼性能に与える影響について考察いたします。
 また、講演の後半では、上記の研究と同時に行なった改質触媒の耐劣化性向上に関する検討および、実際の改質器を備えた単気筒エンジン実験の結果を踏まえ、燃料改質ガソリンエンジンが成立する可能性を解説いたします。

  1. 研究の背景と概要
  2. 排気熱を利用したガソリン改質エンジンの概要
  3. 改質ガスによる燃焼改善効果① 耐ノッキング性
    1. 改質ガス添加による平均オクタン価の変化
    2. 水素添加が耐ノッキング性へおよぼす影響
    3. 実際の改質ガスがエンジン性能へおよぼす影響
  4. 改質ガスによる燃焼改善効果② 耐EGR性
    1. 素反応解析による改質ガス成分の層流燃焼速度におよぼす影響
    2. 外部添加による改質ガス成分のエンジン性能へおよぼす影響
    3. 実際の改質ガスがエンジン性能へおよぼす影響
  5. 改質触媒の耐劣化性向上の検討
    1. 改質触媒とその単体評価方法
    2. 性能低下メカニズムの推定
    3. 改質触媒の耐劣化性向上の検討
  6. まとめ
    • 質疑応答

第3部 含水エタノール燃料を用いた燃料改質エンジンの研究開発の取り組み

(2017年3月28日 13:40〜14:50)

 エンジンは、その燃焼熱の半分以上は排熱となり、動力に利用することが難しい。本テーマである燃料改質は燃料の吸熱反応による化学的排熱回収と、燃焼改善によるサイクル効率向上を同時に実現できる手法である。
 本講座では、比較的低温にて改質可能である含水エタノールの燃料改質を利用したエンジンシステムを中心に、筆者らが行った研究結果を論じる。

  1. エンジンの排熱回収法の比較
  2. 燃料改質による排熱回収手法の概要
  3. 含水エタノール燃料の特徴
  4. 含水エタノール燃料の改質エンジン試験結果
  5. その他の燃料改質手法について
  6. まとめ
    • 質疑応答

第4部 燃料改質によるHCCIエンジンの運転領域拡大に向けた研究開発

(2017年3月28日 15:00〜16:10)

 着火性の異なる2燃料によるHCCI燃焼は高い熱効率と低エミッション性能が得られる燃焼として注目されているものの、着火性と揮発性が高いHCCI燃焼に適した燃料の供給は課題の1つとなっています。
 本講演ではその解決策の1つとして、エタノールから高着火性燃料ジエチルエーテルをオンボード改質によって得る技術について紹介します。また燃料の筒内成層化によりHCCI運転領域を更に拡大する燃焼技術に関しても解説いたします。

  1. 研究背景と概要
    1. HCCI 燃焼の概要と性能ポテンシャル
    2. 2種類の燃料を用いたHCCI燃焼の概要と求められる燃料
  2. HCCI燃焼のための燃料改質
    1. 酸触媒によるエタノールからのジエチルエーテル改質概要
    2. 触媒単体試験結果
    3. エンジン排気熱を用いた改質システム
  3. HCCI燃焼運転範囲拡大のための筒内成層化
    1. HCCI燃焼の課題 (運転範囲の限定)
    2. 筒内成層化によるHCCI運転範囲の拡大
  4. まとめ
    • 質疑応答

講師

  • 田中 光太郎
    茨城大学 大学院 理工学研究科 (工学野) 機械システム工学領域
    教授
  • 芦田 耕一
    日産自動車 株式会社 パワートレイン先行技術開発部 第一次世代パワートレイン開発グループ
  • 島田 敦史
    株式会社 日立製作所 研究開発グループ 基礎研究センタ
    主任研究員
  • 葛岡 浩平
    株式会社 本田技術研究所 四輪R&Dセンター ARD 第1ブロック

会場

品川区立総合区民会館 きゅりあん

4F 第1特別講習室

東京都 品川区 東大井5丁目18-1
品川区立総合区民会館 きゅりあんの地図

主催

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