ブックタイトルマツダ技報　2016 No.33

概要

マツダ技報　2016 No.33

No.33(2016)マツダ技報Fig. 4 Schematic of Spark Plug A/F SensorFig. 3 Conceptual Schematic of Charge Stratification(1)点火プラグ近傍A/Fの計測原理計測部に燃料蒸気が存在すると燃料の炭素と水素結合の振動による光の吸収により透過光が減衰する。この減衰の度合いから式(1)に示すBouguer-Lambert-Beerの法則により燃料の炭化水素分子のモル濃度を算出できる(5)。ここで,Cはモル濃度[mol/l],I0は計測部に燃料蒸気が存在しないときの透過光強度,Iは燃料蒸気が存在するときの透過光強度,ελはモル吸光係数[l/(mol･cm)],Lは光路長[cm]である。? I ?? ln??I ??C? 0??(1)??? Lまた,筒内ガスの状態方程式(2)において,一般的にガソリンエンジンでは筒内の燃料炭化水素のモル数nf [mol]は空気のモル数na [mol]に比べ微少であることからnfを消去して式(1)に代入することにより式(3)が導かれる。なお,使用する燃料のελが未知であるため,あらかじめ均質混合気を供給してキャリブレーションすることでελを求め点火プラグ近傍の相対的なA/Fを算出した。p ? V ? ( n ? n ) ? R ?T(2)anA/F ?naffpT???ln???II0???L?? R???(3)ここでpは筒内圧力[Pa],Vは燃焼室容積[m3],Tは筒内温度[K],Rは気体定数[J/(K･mol)](2)飛散液滴の計測原理点火プラグ型A/Fセンサーの計測原理から点火プラグへの液滴飛散有無が計測できると考えられる(6)。すなわち燃(a)With fuel droplet(b)Without fuel dropletFig. 5 Images with and without Fuel Droplet Obtainedin Optical Research EngineFuel absorbance [-]0.100.080.060.040.02Optical research engine750rpm IdlingEOI=260deg.BTDC,A/F=14.7Fuel dropletWith fuel dropletWithout fuel droplet0.00-300 -270 -240 -210 -180Crank angle [deg. ATDC]Fig. 6 Fuel Absorbance for with and without Droplet料液滴が計測部を通過すると燃料液滴の散乱により透過光が不連続に大きく減衰し,吸光度にスパイク状の波形となって現れると予想される。よって,サイクルごとに吸光度のスパイク状の波形を観察することで点火プラグ型A/Fセンサーで液滴飛散有無を検証できると考えた。そこで,事前に可視化エンジンを用いて点火プラグ型A/Fセンサーによる吸光度の計測と噴霧の挙動撮影を同時に行うことで,液滴飛散の計測可能性を判断した。Fig. 5に噴霧の散乱光撮影画像,Fig. 6に点火プラグ型A/Fセンサーで計測した吸光度を示す。その結果,噴霧を吸気バルブに衝突させ点火プラグに液滴を飛散させた条件では吸光度にスパイク状の信号が見られ,点火プラグ型A/Fセンサーで点火プラグへの液滴飛散が計測できることが確認できた。-85-