超希薄燃焼と水噴射でガソリンエンジン熱効率52 ％を達成温度成層化によるノッキング抑制と冷却損失低減効果

**朝一から閉店までφ ★** · 2020/04/26(日) 05:13:00.77

超希薄燃焼と水噴射でガソリンエンジン熱効率52 ％を達成
温度成層化によるノッキング抑制と冷却損失低減効果

研究
公開日：2020.04.24

要点

・空気過剰率を上げた超希薄燃焼ガソリンエンジンに筒内水噴射を適用
・ピストン上に低温水蒸気層を形成し、ノッキングと冷却損失を効果的に低減
・乗用車用ガソリンエンジンとして世界最高水準の図示熱効率52.6 ％を達成

概要

東京工業大学工学院システム制御系の小酒英範教授、長澤剛助教、佐藤進准教授らは、慶應義塾大学の飯田訓正名誉教授、横森剛准教授らとともに、空気過剰率を2程度まで上げた超希薄燃焼ガソリンエンジンに筒内水噴射を適用し、これまで40 ％程度だった乗用車用エンジンの正味熱効率を51.5 ％、図示熱効率を52.6 ％に向上させることに成功した。

高い熱効率が期待される超希薄燃焼ガソリンエンジンだが、さらなる熱効率向上を目指すには高負荷領域におけるノッキング抑制と冷却損失低減が欠かせない。同グループは燃焼室内のピストン表面近くに水を噴射して低温水蒸気層を形成することにより、超希薄燃焼においても燃焼を悪化させることなくノッキング抑制と冷却損失低減を実現することを目指した。

各種の条件を最適化し、最終的には圧縮比を17まで上げることで乗用車用ガソリンエンジンとしては世界最高水準の熱効率を達成した。これらに加え、水噴霧の可視化と熱流束の計測により当初の狙い通りピストン表面近くに低温水蒸気層が形成されていることを示唆する結果を得た。

本研究成果は、英国機械学会の国際学術誌「International Journal of Engine Research」オンライン版に4月6日付で掲載された。

　　　　　=====　後略　=====
全文は下記URLで

https://www.titech.ac.jp/news/2020/046821.html

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/27(月) 17:14:59.60

水と二酸化炭素で炭化水素を合成すればガソリンと同じになるってヤツ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/27(月) 18:41:09.62

ノッキングって未燃ガスが、燃焼ガスとなかなか下がっていかないピストンとに挟まれて
圧縮されて暴発してたんだと思うけど
未燃ガスとピストンの間に水蒸気の層作ったぐらいで防げるもんなんかね？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/27(月) 18:49:54.33

でもまあ効率はともかくとして
常時スチームぶっかけてるようなもんだろうし
とりあえずピストンヘッドはピカピカになりそうやねｗ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/27(月) 21:20:49.48

>>137
ピストン自体を冷やす効果と
水蒸気の燃焼の中間反応を促進する効果による、燃焼速度の促進の効果だと思う
噴射する水の温度と圧力上げて超臨界水にしたら面白そうだけど、ピストンに穴が空くだろうから無理だろうな

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/27(月) 21:50:03.68

>>2
V8!v8!

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/27(月) 21:59:39.59

>>88
いつの時代の人なんだ？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/27(月) 22:01:28.83

>>92
お前さんのだとボアが足りん

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/27(月) 22:14:59.12

将来はガソリンに加えて精製水をいれなければならなくなるのかな。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/27(月) 22:44:44.43

電気じどう車乗る気しなくなったな
年金もテスラから金引き上げてこっちに投資したら

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/27(月) 22:46:00.44

>>97
原油が余りすぎてマイナス価格になったじゃんｗ

>https://jp.investing.com/commodities/uranium-futures

逆にウランの価格は上昇中
電気自動車は？だけど原発が必要なのは分かるわ

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/27(月) 23:22:08.61

CVCC復活か

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/27(月) 23:51:47.45

熱効率90％超えるのは　300年後ぐらいか？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/28(火) 00:12:31.29

その頃のエンジンは触ると冷たいと思う

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/28(火) 13:36:56.24

昔のタクシーの運ちゃんばりに無駄にハイギア低回転で粘ろうとして
エンジンをカラカラ言わせながら走ってる最近のエコカーに
これ付けてやれや

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/29(水) 17:54:04.24

もう掘らなくでも石油が作れるから産油国は必死

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/04/29(水) 21:23:32.83

大型の非常用発電機には良いかもしれないね。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/05/01(金) 09:28:43.37

>>147
燃焼温度が排熱温度の10倍以上必要だから、燃焼が1500℃だとすると、排熱を−100℃くらいにする必要があるから地球上だとかなり厳しい。
燃焼温度を2500℃位に上げられればなんとかなりそうだけど、今度はエンジンの素材が厳しそう。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/05/01(金) 12:50:12.18

火力発電の発電所での熱効率って60％だっけ、それとも70％だっけ？

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/05/01(金) 16:17:06.40

回転デトネーション・エンジンてのがあった
http://tokyoexpress.info/2017/01/13/%E3%82%A8%E3%82%A2%E3%83%AD%E3%82%B8%E3%82%A7%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%BB%E3%83%AD%E3%82%B1%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%80%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%80%81%E3%80%8Crde%E3%80%8D%E5%9B%9E%E8%BB%A2%E3%83%87/

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/05/01(金) 16:31:38.17

火力発電は最高64%平均43%くらいだったと思う
送電変電ロスが3%くらい

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/05/02(土) 16:29:02.77

都市ガスでタービン回して発電する場合の電力変換の熱効率はどれぐらいなんだろな。
廃熱は暖房や冷房にも使える。あとは小型で安くて寿命が短くて充放電のロスの
すくない蓄電池とそれの制御システムがあれば、いろいろ助かる。もっとも
都市ガスの供給が止まれば、停電になってしまうが。

**ニュースソース検討中＠自治議論スレ** · 2020/05/02(土) 17:37:20.69

日本には世界最高のガスタービンコンバインドサイク発電があっても、発電所に何があろうとも3割は原子力発電にしたいので無理w

**名無しのひみつ** · 2020/05/10(日) 08:12:48.56

>>1
トヨタ・カムリのダイナミックフォースエンジンが、熱効率41％

**名無しのひみつ** · 2020/05/10(日) 09:21:47.41

>>158
今度出るレヴォーグの1.8ターボが最大熱効率45%くらいになるという話
先月の自動車技術会の会報で示唆されてた

**名無しのひみつ** · 2020/05/10(日) 15:59:55.52

>>159
どんなブレイクスルーがあったんやろね

でも初代レヴォーグが先走ってレギュラー仕様のダウンサイジングターボをやった時には
あっさりプレイグでエンジンブローさせてリコール＆ECUで燃料増量対応なんていう
間抜けな事やらかしてたし、どこまで信用していいのやら

**名無しのひみつ** · 2020/05/10(日) 18:45:05.18

成層燃焼といえばシビックCVCCやなあ。

**名無しのひみつ** · 2020/05/13(水) 20:43:28.07

HVとかで定常運転を多様するならともかく
非電動なコンベエンジン車にこういうカラクリ積んで
最大瞬間風速的な効率値でカタログを賑わすようなのは勘弁な

そういうのは新車時だけは調子良くても、バルブとかに汚れが貯まるにつれて
発進時等に軽くノッキングを起こすようになってきて
チョイ乗りとかしてなくても5千〜1万kmごとに
燃料添加タイプとかのデポジットクリーナーにお世話になるのがお約束
ソースは発売当時クラス最高レベルの、熱効率38%を謳ってたエンジンを積むうちの車
レギュラー仕様だけど、試しに一時期ずっとハイオクだけ入れてもみたが
ハイオクのオクタン価と清浄剤でも歯が立たないとかどんだけよ

**名無しのひみつ** · 2020/05/16(土) 17:31:36.09

>>143
鉛バッテリーに良く精製水を足してたもんだが

**名無しのひみつ** · 2020/05/25(月) 16:51:02.67

ガソリンに水混ぜるとか水素に水まぜるっていうエンジンは過去にあったが
どれもトンデモのレッテルが貼られた、お前らがそれをレッテルはったんだよ。

**名無しのひみつ** · 2020/05/25(月) 20:33:34.84

お前らとか言う仮想敵を妄想

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 12:47:40.00

>>164
これは燃料の方に水混ぜてる訳ではなく、
吸気の方に層として混ぜてる
燃料に混ぜるのは失敗だったって事でしかない

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 13:13:07.83

エンジンのシリンダって、一種の金管楽器のようなものだと見なせば、
音響の定在波の様子はピストンの位置によって変わることになるな。
そこで、外部からエンジンのシリンダ内に音波をぶち込んでやって
燃焼の具合を変化させられないかなと思うのだ。ちょうど共鳴する
場合に、燃焼が定在波の位置と相関して起こらないかなど。とくに
ゆっくり燃焼させてゆっくりピストンが動く時には何か面白いことが
起こらないだろうか？

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 13:38:55.62

>>167
単気筒ならば或いは

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 13:51:25.66

それ実現したらビッグシングルの時代か
1000cc単気筒のがボコボン鳴らす時代が来るわけやな

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 14:04:44.54

一番の問題は車検

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 14:12:58.55

水抜き剤はいらなかったｗｗｗ

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 14:13:44.81

>>167
2stのチャンバーみたいに反射波を利用？

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 14:18:25.03

大昔2TG搭載の71でラリー中水溜り突っ込んだらウォーターハンマーで
コンロッド曲がってエンジンだけ全損した

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 14:46:43.05

でも、電気自動車の方が静かじゃん

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 14:56:53.07

昔からそんなのあったぞ。

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 15:30:16.14

今の普通のエンジンの熱効率、どれくらいなんだっけ？

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 15:51:40.32

>>176
普通がわからん
ガソリンエンジン
か
ディーゼルエンジン
か
４サイクル
か
２サイクル
か
タービンエンジン
か
コンバインドサイクルエンジン
か

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 16:21:16.75

マフラーを取り外して、トランペットのホーンを付けたら、賑やかになるだろうな。

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 16:42:26.67

いっそ水・メタノール噴射にすれば？

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 19:09:06.73

>>176
燃費性能を売りにしてるような車種だと
だいたい40%前後だったかと

**名無しのひみつ** · 2020/05/27(水) 19:14:14.38

>>178
それが族の直管マフラー

**名無しのひみつ** · 2020/05/29(金) 09:32:39.90

燃料を噴射するときに、クラリネットのリードのような構造があれば、
エンジンの筒がジャズを奏でることができるだろうか？

**名無しのひみつ** · 2020/05/29(金) 10:55:55.24

出来るが音量がアクセルによって変わるし
アクセル踏んでからリードが振動するまでのタイムラグがあるので
演奏は超絶難しいと思う

**名無しのひみつ** · 2020/05/29(金) 17:55:21.01

昔、F1のフェラーリかルノーチームが、エンジンをテストベンチに載せて、
コンピュータ制御でスロットルコントロールして、エンジン音で演奏していたね。
回転数で周波数はコントロールできるけど、音量はコントロールできないパターン。

**名無しのひみつ** · 2020/05/29(金) 18:17:13.06

ニコ動でモーター使ってonly my railgunを爆音で演奏してたの思い出した
どれだっけと　ニコニコ技術部　only my railgunonly my railgun
で検索してみたらエライことになってて笑う

**名無しのひみつ** · 2020/05/31(日) 15:40:14.32

>>165
おそらく
お前ら(この板の俺らだけとは言っていない)