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

マツダ技報No.33(2016)まな炭化水素の混合物であるため,イソオクタンの屈折率を代表値とした。今回計測を行った運転領域における噴霧の粒径は,位相ドップラー法を用いた粒径計測よりザウター平均粒径D 32が22μm以上であることがわかっている。したがって, Q ext ? 2.0とすることができ, ? iは?の変化に対して小さいので( 7 )?? 32? ?Dとして,R??i??? R????とおくことができる。更に, ? ???をあるクランク角?における液滴質量濃度[g/m 3 ], ?を液滴の密度[g/m 3 ]とすると,????? ???63Diとおけるので,式(2)は?Ni? ? ?(3)分した波形より燃料液滴の通過の検出を試みた。2階微分は信号の変化量が極端に大きくなっている部分を検出できるため,スパイク状の信号の立ち上がり位置を見つけるには有効である。Fig. 4には透過光減衰波形を2階微分した波形も同時に示している。図より,2階微分値が最大の位置でスパイク信号が立ち上がっていることがわかる。したがって,本研究ではこの位置を燃料液滴が計測部に到達するクランク角? 1と定義した。一方,燃料液滴が通過し終わるクランク角? 2は,モータリング時の2階微分値が±0.001の範囲に収束していることから, ? 1以降で±0.001の範囲に収束する最小のクランク角を? 2と定義した。この2点により燃料液滴信号の切り分けを行った。更に,この直線とスパイク信号で囲まれる領域を本研究では点火プラグへの燃料飛散量M d 'と定義した。? Iln??? I??????ext0 ?2ext??? ?R??Q???3 ??LD32(4)となる。一方,点火プラグに飛散する全燃料液滴量M[g]は次式で表される。dMd? Vsens????1???d?2(5)ここで, V sensはセンサーの計測部体積[m3], ? 1は燃料液滴が計測部に到達するクランク角, ? 2は燃料液滴が通過し終わるクランク角である。更に,式(4)と式(5)から点火プラグへの燃料飛散量M dと透過光減衰には次の関係が成り立つ。Md????2ln???10?? I ?? ? ??? I ?extd?よって,式(6)より点火プラグへの燃料飛散量Md(6)は透過光減衰を液滴の通過した範囲で積分したものに比例するため,プラグセンサーの透過光減衰信号から点火プラグへ飛散する燃料液滴の傾向をつかむことが可能である。そのため,この燃料飛散量は点火プラグに付着する燃料液滴量と相関があると考えられる。2.3液滴信号の抽出方法Fig. 4に本研究で使用したプラグセンサーから得られた透過光減衰波形の一例を示す。図中のスパイク状の信号が計測部を燃料液滴が通過した信号である(9)。式(1)で示したように,本研究で用いる波長帯では混合気中に存在する二酸化炭素と水蒸気により光の吸収が起こる。そのため,これらの気体の吸光による透過光減衰と燃料液滴の散乱による透過光減衰を切り分けなければならない。そこで,本研究では燃料液滴が通過する際に透過光が急激に変化する特徴を用いて,プラグセンサーから得られた信号を2階微Fig. 4 Droplet Signal from the Spark-Plug-Type OpticalSensor and Detection Method of the Droplet Signal2.4可視化エンジンを用いた検証プラグセンサーから得られる燃料液滴信号の妥当性を検証するために,可視化エンジンを用いて,噴霧を吸気バルブに当てることで意図的に点火プラグ近傍に燃料液滴を飛散させて撮影を行った。Fig. 5に噴霧の散乱光画像を示す。各クランク角における燃料液滴量は,プラグセンサーの計測部(φ3.3×6.5)が位置する場所に存在する燃料液滴の散乱光から,直接液滴の粒径と数を計測し,その粒径と液滴数をもとに算出した。Fig. 6に10枚の画像から得られた燃料液滴量の平均値とプラグセンサーから得られた信号を示す。両者の波形を比較すると,燃料液滴が検出される期間が一致しており,プラグセンサーの信号強度と可視化から得られた燃料液滴量の間に相関があることがわかる。したがって,プラグセンサーから得られる液滴信号を点火プ-90-