マツダ技報 2022 No.39
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(1) M. Hbe Win(2) Y. KatoPressurthe SpaTechnic(3) 志茂費の低872(2(5) 志茂]]% (Cetane index)―19―-6- (1) M. Hitomi: “Both the Gasoline and Diesel Engines will be Winners” 26th Int. AVL Conference Graz, (2014)(2) Y. Kato, et al.: Heat Balance Analysis Using Cylinder  Fig. 12に軽油とバイオ燃料を用いた性能評価結果を示す。燃料の低位発熱量の差を除すため,同一正味平均有効圧(BMEP)で比較している。BMEP200kPaはPCI燃焼,BMPE600及び1000kPaはDCPCI燃焼となっている。いずれの条件においても,バイオ燃料を用いた場合は高セタン価によって着火時期が早まっているが,NOxとSootは,軽油と同等となっていることが判る。また,燃焼音については燃焼の進角に伴い僅かに増加しているが,車載状態で変化量が許容範囲内であることを確認した。熱効率に関しては,燃料の低位発熱量の差を考慮した上で同等となった。 以上のように,新型エンジンの燃焼では水素化処理タイプの次世代バイオ燃料をドロップインで使用した場合においても,軽油とおおむね同等の性能が得られることを確認した。]hWk/g[ xON]ged/J[ etar esaeler taeHNSF[ EKOMS]Bd[ FLPC[ ETB ■著 者■ -30-20-100Crank Angle [deg.ATDC]0.5g/kWh1FSN5%20J/deg5dB-30-20-10010203040Crank Angle [deg.ATDC]10203040-30-20-10010203040Crank Angle [deg.ATDC]が早まり,燃焼が進角している。NOxとSootは,軽油と同等となっていることが判る。また,燃焼音については燃焼の進角に伴い僅かに増加しているが,車載状態で変化量が許容範囲内であることを確認した。熱効率に関しては,燃0.78[g/cm3] 料の低発熱量の差を勘案し同等となることを確認した。 3.0[mm2/s] 以上のことより,新型エンジンのCN燃料への適用ポテViscosity ンシ ャルを検証できた。 ―Diesel fuel―Bio fuel Fig. 12 Compatibility of New Combustion Concept Fig. 12 Compatibility of New Combustion Concept Pressure Obtained by Engine Experiments Considering the Spatial Heterogeneity of Diesel Combustion, SAE Technical Paper, No.2019-01-2228(2019)(3) 志茂ほか:予混合型ディーゼル燃焼による排気と燃費の低減,自技会論文集,Vol.42 No.42,pp.867-872(2011)(4) 岡澤ほか:SKYACTIVD 3.3の開発─軽量で低燃費,低振動,高信頼性を両立した直列6気筒構造系技 術─,マツダ技報,No.39,pp.28-35(2022)Cetane number Density 55.7 (Cetane index) 0.83[g/cm3] 3.66[mm2/s] with Biofuelwith Biofuel Vegetable Oil 75.1 (4) 岡澤No.39,No.39,金 尚神崎 稲角 Bio Fuel100% of Hydro-treated Vegetable Oil75.10.78 [g/cm3]3.0 [mm2/s]1500rpmBMEP200kPaDiesel fuelBMEP600kPaBio fuelDiesel fuelBio fuelBMEP1000kPaDiesel fuelBio fuel5. おわりにTable 3 Specification of Test FuelDiesel FuelTypeJIS #2 DieselCetane numberDensityViscosity55.70.83 [g/cm3]3.66 [mm2/s] 以上のように,第2章で設定した熱効率制御因子の機能目標及び第3章で提案したDCPCI燃焼コンセプトによる大幅な燃費の改善を確認した。4.2 カーボンニュートラル燃料の適用性 新型エンジンでは,次世代CN燃料への対応を念頭に置いて,燃料性状の差による燃焼影響を検証した。CN燃料として注目されている水素化処理タイプの次世代バイオ燃料(Hydro-treated Vegetable Oil: HVO)など,パラフィン系の炭化水素を主成分とする燃料はセタン価が高く,早期着火に伴う混合時間不足によるSoot悪化や,燃焼速度増大による燃焼音悪化等の懸念がある。このようなCN燃料対応においては,着火性,とりわけ高セタン価燃料に対するロバストな性能を確保することが重要である。供試燃料には,ディーゼル燃料の国際規格EN15940 に準拠した水素化処理タイプの次世代バイオ燃料HVOと,国内JIS規格2号軽油(以下,軽油)を用いた。Table 3に燃料性状の比較を示す。バイオ燃料は軽油と比べてセタン価が高くなっている。バイオ燃料の評価については,市場においてドロップインで使用されることを想定し,特別に制御パラメーターを変更せず,軽油と同じ条件で行った。 第2世代SKYACTIVDでは,新開発の2段エッグ燃焼室を用いた空間制御予混合燃焼(DCPCI)により,熱効率の制御因子の理想化を一段と進化させ,既存エンジンでは軽負荷領域に限定されていた予混合燃焼の考え方を中高負荷領域において実現することで,実用域における大幅な燃費改善を達成した。更に,グローバル市場で普及が拡大しつつあるバイオ燃料に対する燃焼のロバスト性を確保した。今後,カーボンニュートラル社会に向けて内燃機関の更なる進化に挑戦しつづける所存である。参考文献

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