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
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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 >>21
ラリーカーのあれってインタークーラーやラジエターに水かけて冷やすだけ。
この記事で言ってる水噴射は、燃焼中の燃焼室内に燃料と水両方吹いて
燃焼温度下げてノッキングを抑える制御。
第二次大戦で航空用高オクタン燃料が底尽いた日本やドイツが取り入れた方法。
簡単に言うとレギュラーガソリンと水でハイオクガソリンと同じ仕事させる方法。 >>9 >>33
圧縮比上げてノッキング域に入ると窒素酸化物が大量発生しつつ
ノッキングが起きてピストンが溶けたり割れたりで壊れそうになる。
それら両方を抑えるために燃焼中の燃焼室内に水吹いて温度下げてやる。
今ＢＭＷは、市販車で水噴射取り入れてるが水は、エアコン作動で発生する
水を溜めて使ってる。 Pmi（図示平均有効圧）からPme（正味平均有効圧）を引いた値、つまりメカニカル損失がこのエンジンの場合、効率計算でたった1.1%というのが信じられないが。軸受け、リング、カムなど殆どが摩擦ゼロ？どんなエンジンだ？だれか教えてくれ！！ 水じゃなくて尿素を噴射すれば排ガスもクリーンになる 排気音がブロロロロー、では無くシュポポポポになるｗ >>44
周りの樹脂、ゴム類が持たんので、とっくの昔に消滅 >>5
いいね。
直列配列のハイブリッド車のエンジンにすべし。
エンジン（発電専用）
↓
****蓄電池*****
↓ ↑回生ブレーキ
電導モーター >>19
マツダはガゾリン自体を噴いて温度制御（冷却）
しているんだから、マツダの方が優れものでは？ 日本軍も水噴射して航空機のエンジン出力を増す研究をしてた。実用化されていた
かもしれない。 今そこらで走ってるレギュラー仕様の街乗りコンパクトカーでさえ
圧縮（膨張）比13だの14だのとトチ狂った設計で
発進や登坂でカリカリ言わせながら走ってるかんなー
あのカリカリを根本的に防ぐにゃ水ぶっかけなきゃ駄目なのか
新車時はいいけど半年そこらでちょっと煤溜まるともう駄目ね
ターボのプレイグと違ってスパークノックだから
エンジンオイルをSN+に替えても意味ないという >>44
断熱エンジン=セラミックエンジンと早とちりしていた連中が騒いでいただけ。 中華野菜炒めで
ちょいスープを加えると
じゅっとなって
よく火がとおる
豆ですよ 居酒屋が出していたテイクアウトのお弁当で『うに丼1枚まるまる弁当』が1000円で売られていたので気になって注文してみ..
http://vbhten.frentz.net/ob?yi1qku5/712t5f20dun.html
「分かる人にはわかるヤバいやつ」NHKでパチンコ店の様子が報道されるも“写っちゃいけない写真“が放送されていた
http://vbhten.frentz.net/rc?5vrwd7gg/q5a8l552q2d.html オクタン価がたりないため旧日本軍の水メタノール噴射を思い出したが皆も同じことを言ってるので安心した 煤かNOXどっちを許容するかのバランスだけだから
触媒通す前に両方激減出来たら出直してこいって感じ？ 昔と違って精密な解析と、制御が出来るようになったからな。 ディーゼルのエマルション（乳化）燃料も実用的だったけど潰されたでしょ。
石油業界の利益が減る技術は全て潰されるんだから意味なしですよ。 e-powerとかの発電で使えそう、燃費が更に上がるよね？ お前ら詳しいな
なんで働かないのか不思議だわ
国家の損失じゃ ホンダCVCCとかの時代に散々研究はやりつくした。
研究室では出来ても実用化にはいろいろ無理があり
結局現在の方式になった経緯がある。
効率では燃焼期間は電気には敵わないよ。
21世紀は電気自動車の世紀になるのは確定。 ジェットイグニッションですでに50%達成してるから周回遅れの技術かもしれない >>57
気化熱による冷却だけなら水のみの方がいいんだよな
米軍も末期のダブルワスプで使ってるが、その時はなんと2800馬力 全固体電池の実用化まだー？
出力が従来のバッテリーより落ちる点は解決できそうなのか？ https://www.titech.ac.jp/news/img/news_25231_01.jpg
ポート噴射でいけるなら直噴の煤の問題は起きないのかな？
別にリーンバーンにせんでも、ストイキでも十分有意義そうな気がする
なんかこういう既存のメカにチョイ足しで効果バツグンみたいな機構は
スズキが好きそう >>2
原発で作った電気で走らせる電気自動車こそが、一番環境負荷が少ないんだよ 内燃機関で効率５０％超えるならＥＶより環境に優しいんじゃないか？ シリーズハイブリッドだったけ？
高速走行以外はエンジンを発電用だけに使うPHVハイブリッドが今後増えるだろうな
でも高そう 水と燃料を混ぜて使う、エマルジョン燃料
使ってるところは前から使ってる >>73
ロータリーだのhcciだのといった技術屋的には派手な新機軸を
愚直に商品化してるようなマツダだと
こういう地味な工夫で「なるほど」と唸らせるようなアイデアとは
ちょっと方向性が違うような気がする 大戦時にあったけど今は廃れてるってことはやっぱ何か問題が？
今ならそのデメリットが十分解消されてるとかなのかな ボッシュが２０１６年夏にウォーターインジェクションを発表している。
https://www.bosch.co.jp/press/group-1608-05/
コストに見合う効果があれば、どこのメーカーも採用すると思うんだけど、
未だ実用化が遅れているとすると、何が理由なんだろう？
「燃費が最大１３％向上」なら、画期的じゃないか？ ガソリンの中に水を入れて置けばいいような。ガソリンと水が仲良くなる様に
アルコールも添加。要するに市販の「水抜き剤」と同じなんだが、、、、、 そんな研究は意味ないだろ
じき乗用車はぜんぶ電動になるのにさ
でなきゃグレタが許さんぞ・・
と思ってたけど
なにせ原油マイナスだもんな
やっぱガソリンエンジンはなくならんな >>79
これから四輪車の生産が年間１億台から２億台に増えるとき、
増加分のほぼ全部が内燃機関車になる。
自動車生産が増加するのは成熟市場の先進国でなく、成長市場の新興国で、
新興国では未だ電力の供給量が豊富ではないからだ。
電気でしか出来ないことに電気を使って、
電力供給量に余剰が生じてからでないと、電気自動車の普及には向かわない。
今世紀は内燃機関車の時代だと、どの自動車メーカーも考えている。 原油がここまで安くなったら、こんな研究も原発もシェールガスも不要になる
コロナがんばれ ここに来てまさかの蒸気機関
まぁピストン押せれば何でもいいんだけどね 自動車エンジンのように回転数や負荷が常に変動してる用途では理論通りの効率なんて
不可能だろうね。
発電などの低速回転エンジンとしては悪くないと思う。
いくら頑張っても自動車は電気モーターには勝てないよ。 >>77
北海道なんかだと、冬場インジェクション内部で凍り付いて破損しちゃう >>86
ちょっと何言ってるか？良く分からんけど
エンジン並みの出力を、モーターコイルで出そうと思ったら
とんでもない大きさのコイルと電池が必要になる
だから未だにエンジンの補器として使われてる（主機ではない
でも、もしかしたら未来の世界では変わって来るのかもね >>88
とっくの昔に、電気モーターは内燃機関を超えてるよ JKの新鮮な尿素を噴射すればピストンの硬度があがり・・・・・ >>5
発電用ならハイブリッドガスタービンコジェネなら排熱利用まで含むと
熱効率95％以上だからオットーサイクルなんか出番はねーよ >>91
いつか石油が入ってこなくて沢山の人死にが出るよりマシじゃん？って話さ。
起こるかどうか分からないことを心配するより，より起こりそうなことを心配した方が良いじゃん。
昭和の時代の環境問題は何の対策もしなかったから起こったもので，核廃棄物は一応は管理が出来ている。
保存してる100年200年の間に色々考えることが出来るし対策も打てるだろう。
だが石油が入ってこなくなったら，国と民間の備蓄の半年を過ぎれば電気が止まり，あらゆる経済活動が停止する。
コロナどころの騒ぎでは無い。原子力発電があれば，その時間稼ぎが出来る。
太陽光発電は使えない。電力量が絶対的に足りないし，お天気任せで出力が不安定だ。 要は余ってる熱で水蒸気作ってピストン押させるってこと？ 実用化されてから初めて評価に値する、20分稼働で消耗品交換では話にならん >>76
環境負荷がデカすぎて民生用に普及しずらかったけど、現代のテクノロジーで排気を清浄化できるかも ４０年ぐらい前にベーパーなんたらの詐欺と同じような
機械があったが原理は同じ 昔、オート三輪車（ダイハツ？）で、坂を上がるなど馬力が必要な時に水を噴霧したエンジンがあり、エンジンを
傷めるため、普及しなかったときたことがある。 水エマルジョン燃料はどうなった？
テレ東の番組でディーゼルエンジンとの組み合わせで8倍まで薄めて実験したとか見たが。
ガソリンエンジンと水エマルジョン燃料は相性がよくないんだろうが、ディーゼルエンジン向けには
もっと普及していいはず。 >>97
その核燃料も2050年までに尽きるけどな >>97
原子力運営には結局の所、化石燃料を大量に使ってる
石油が無ければ原子力発電すら不可能なんだよ まぁそれでも再生可能エネルギー＋EVにはCO2排出量で全く敵わないんだけどね >>77
ウォーターインジェクション自体は、昭和の頃からある技術。 霧の日に車に乗ると、いつもよりパワーを感じるそれ。
實歳、馬力アップはあるけど、実用できなかったやつ。
昔なんかで書いてあった。 >>96
単純な熱効率ならそのとおりだが、車載用としては騒音の問題があるからな >>77
車はほとんどの時間アイドル付近で回しているから必要ないんじゃ？ >>113
航空機用ターボファンエンジンなんかは雨の日に目に見えて出力上がるよ 水って言っても水道水じゃダメなんだろうな
GSに精製水を常備する設備が必要になる >>27
2C8H18+25O2→16CO2+18H2O
57gのガソリン燃やすと81gの水ができるからね まともな空燃比で火をつければ
馬力４倍ですか
エコとスポーツ兼ねていいじゃんよ >>18
過熱防止なの？
極小規模な水蒸気爆発だと思うよ >>122
横からだがレシプロ機関に水蒸気爆発なんて効果は狙ってないしエンジンの効率にあまり影響しない >>19
いや、なんとかいつもそこから起死回生のチャンス作ってるからスゲーよw
チャンスを作るがゲットしてないだけ まあどんなに頑張ってみても熱機関である以上は100％を越えられないんだから。
冷房のヒートポンプのようなわけには行かない。 燃料の代わりにマッチの頭サイズの核爆弾入れれば
熱効率万%越え出来るな ガソリンに水はそのままでは混ざらないから、一種の合成洗剤を
まぜてエマルジョンにして、懸濁させるという話は10年ぐらい前に
流行っていたような。 >>97
ありがとう。
廃棄物を押し付けられる子孫達に、京円を寄付してあげてくれ。
原発擁護者は事故以降次々に消えてるから、是非ともお願い致します。 水の沸点で揮発出来て効率上がるやつ？
10年くらい前にテレビで紹介された
エマルジョン燃料みたいなやつかな？
ガソリン薄めても、ガソリンと同じ値段でしか売れないとか言ってたような ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
