研究者詳細 - 飯田　訓正

論文 - 飯田　訓正

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HCCI燃焼に適用可能な燃料に関する基礎的研究

佐藤進，權淳杓，山下大輔，飯田訓正

自動車技術会論文集（（社）自動車技術会） 36 （ 6 ） 79-84 2005年11月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

飯田訓正

Motor Ring No.21 「エンジン特集」（(社)自動車技術会） Motor Ring 「エンジン特集」（ No.21 ） http://www.jsae.or.jp/~dat1/mr/motor21/mr20052109.pdf 2005年10月

研究論文（学術雑誌）, 単著

予混合圧縮自己着火（Homogeneous Charge Compression Ignition：HCCI）機関は，空気と燃料の予混合気を燃焼室内に導入し，ピストンの圧縮により高温・高圧とすることで多点同時に自己着火させる機関である．HCCI 機関は，その燃焼方式から高効率・低公害を実現しうる機関として注目されており，地球環境問題や石油資源の枯渇問題を緩和しうる手法の一つとしてその実用化が求められている．しかし，HCCI機関には，着火が燃料固有の着火温度に依存するため着火時期の制御が困難である，またノッキングのために運転領域が低負荷に限られるといった課題が存在し，課題解決のために多くの研究がなされている．HCCI 機関は，着火に至るまでピストンの圧縮によってのみ温度が上昇するので，着火時期の制御には圧縮開始時の筒内ガス温度が重要となる．また，ノッキングは急峻な燃焼により生じるため，その回避には燃焼反応速度の抑制が不可欠となる．本報では，各大学の研究室で行なわれている HCCI 燃焼研究の一部を紹介する

大学におけるHCCI燃焼研究

飯田訓正

Motor Ring No.21 エンジン特集（自動車技術会） 2005年10月

研究論文（その他学術会議資料等）, 単著

車載型排出ガス計測装置による沿道局所汚染機構の解析：－幹線路区間および狭路区間におけるNOx，PM排出係数に影響を与える要因の解析－

高田典史，高田寛，飯田訓正

自動車技術会論文集（（社）自動車技術会） 36 （ 5 ） 99-104 2005年09月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

自動車に起因した沿道局所排出ガス汚染が問題になっており，走行する自動車の排出ガス量の評価が行われている．走行する自動車の排出ガス量は，一般的には排出係数（g/km）で評価され，走行時の排出ガス総量の推計等に用いられている．通常，排出ガス総量の推計において排出係数は車種別および速度区分別に代表的な値が用いられる．しかしながら，排出係数の大きさは，道路インフラおよび交通状況などの外部要因，車両仕様などの技術要因，運転操作などの運転要因に大きく影響されると考えられる．そこで本研究では，道路種別に着目し，幹線路区間と狭路区間について比較解析を行い，道路インフラ，交通状況，運転操作，および車両挙動がNOx, PM排出係数に与える影響を明らかにする．車載型排出ガス計測装置を搭載した小型貨物自動車を用いて市街路走行試験を実施し，市街路から幹線路区間および狭路区間を抽出した．両区間におけるNOx, PM排出量実態，およびNOx, PM排出係数に影響を与える要因を明らかにした．また，シャシダイナモにて行った実走行モード試験の結果から平均車速モデルを作成した．両区間について，平均車速モデルによるNOx排出係数の推計値と，車載型排出ガス計測装置から得た実測値の比較を行ったので報告する．

メタン／ＤＭＥ混合燃料を用いたHCCI機関の燃焼解析

權淳杓，山下大輔，飯田訓正

自動車技術会論文集（（社）自動車技術会） 36 （ 5 ） 41-46 2005年09月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 単著, 査読有り

HCCI機関は高効率，低公害な次世代機関として注目されている．しかし，HCCI燃焼は着火を燃料の酸化反応に依存しているため，物理的な着火時期の制御手法が欠如している．着火時期を制御するためには，着火温度を自由に変えられることが望ましい．単一燃料で着火温度を変えることは困難である．この問題を解決するために，着火温度の異なる二種混合燃料を用い，混合割合を変えることによって着火温度の調整を試みた．本研究では二種燃料としてメタンとDMEを採用した．メタンは着火温度が高く，高温酸化反応のみの一段の反応機構を持つ燃料である．一方DMEは着火温度が低く，低温酸化反応と高温酸化反応の二段の反応機構を示す燃料である．特性の大きく異なるメタンとDMEの混合割合がHCCI燃焼に及ぼす影響を素反応数値計算，燃焼実験により調査し，着火時期の制御，高出力を得るための手法を明らかにした．

DMEを燃料とするHCCI機関のEGRによる制御手法の検討

池本雅里，小島雄一郎，飯田訓正

日本機械学会論文集（Ｂ編）（(社)日本機械学会） 71 （ 709 ） 119-126 2005年09月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

本研究では小型汎用発電機の機関として実用化することを目標に，ＤＭＥを燃料とする４ストローク小型HCCI機関の開発を行う．着火時期の制御，ノッキングの回避，燃焼効率の確保，というHCCI燃焼の課題を同時に解決する制御手法の確立が不可欠である。本報では，量論比の予混合気，高温の内部EGR，低温の外部EGRを用いた燃焼制御手法を提案し，三者ガスの混合割合がHCCI燃焼に与える影響を素反応数値計算および燃焼実験により調査した．

DMEを燃料とする高効率エンジンの設計および開発

飯田訓正,佐藤進,小島雄一郎,池本雅里

日本機械学会　研究協力部会RC210　多様化する燃料と次世代動力システムの最適化に関する研究分科会　研究報告書（最終）（(社)日本機械学会）（ 1.1 ） 1-7 2005年07月

研究論文（その他学術会議資料等）, 共著

天然ガス予混合圧縮自己着火機関の過給による性能改善

佐古孝弘，中井俊作，守屋浩二，飯田訓正

日本機械学会論文集(B編) （(社)日本機械学会） 71 （ 707 ） 223-228 2005年07月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

車載型の排出ガス計測装置による沿道局所汚染の解析（EGR排出ガス制御付き車両の路上における過渡時のNOx排出特性）

高田寛，高田典史，飯田訓正

日本機械学会論文集（C編）（(社)日本機械学会） 71 （ 706 ） 216-223 2005年06月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

DME空気予混合気を雰囲気とするディーゼル噴霧の燃焼に関する研究

飯田訓正，林玉澤

日本機械学会　研究協力部会RC-207 ディーゼル機関のゼロエミッションと低燃費化のための燃焼物理と燃料化学に関する研究分科会個別研究・最終成果報告（(社)日本機械学会）（ 2.6 ） 1-6 2005年06月

研究論文（その他学術会議資料等）, 共著

本研究ではHCHO，H2O2といった燃焼中間生成物が，ディーゼル噴霧燃料の着火および燃焼に及ぼす影響を調査することを目的として，急速圧縮装置によりDMEと空気の予混合気を圧縮して低温酸化反応から高温酸化反応を実現するプロセス中もしくはプロセス後に，ディーゼル噴霧を単発噴射した．HCHO， H2O2など中間生成物の濃度を変化させるためDME予混合気の当量比を変化させた.
A) HCHO ，H2O2などの中間生成物は直接その濃度を測定することが困難ため，CHEMKINⅡとSENKINを用いた素反応数値計算より，DME空気予混合気の圧縮過程における中間生成物濃度を予測した．
B) DME空気予混合気の圧縮過程における低温酸化反応から高温酸化反応に至るプロセスにおいて，反応がどのように発生するかを確認するため，ラジカル発光画像をフレーミングカメラを用いて全波長域における撮影，計測を行なった．
C) HCHO，H2O2など中間生成物濃度が違う条件で軽油JIS2号を単発噴射してディーゼル噴霧火炎を形成する実験を行い，着火遅れ，燃焼期間を調査した．また高速度直接写真撮影により二色法解析を行い，輝炎存在期間，火炎温度およびすす生成の指標となるKL値を算出し，燃焼中間生成物がすす生成に与える影響を調査した．

天然ガスおよびその改質ガスの圧縮自己着火燃焼に関する研究

佐藤進，山崎由大，河村英男，飯田訓正

日本機械学会論文集（Ｂ編）（(社)日本機械学会） 71 （ 706 ） 249-258 2005年05月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

本研究では，このエンジンシステムにおいて実現される，天然ガスとその改質ガスである水素と一酸化炭素の圧縮自己着火燃焼を対象として，素反応数値計算により燃焼解析を行った．天然ガスの主成分であるMethaneと空気の予混合気に対し，改質により生成される水素（H2）と一酸化炭素（CO）を添加して計算を行い，Methaneの酸化反応に及ぼす影響について調査した．

ATACから現在までの研究の流れおよび今後の展開・方針

飯田訓正

エンジンテクノロジー（山海堂） 7 （ 2 ） 4-7 2005年04月

研究論文（学術雑誌）, 単著

車載型の排出ガス計測装置による沿道局所汚染の解析（EGR排出ガス制御付きおよび無しの車両の路上におけるNOx排出特性）

高田寛，宮崎富夫，飯田訓正

日本機械学会論文集（C編）（(社)日本機械学会） 71 （ 703 ） 260-267 2005年03月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

素反応数値計算によるLivengood-Wu積分着火遅れモデルの検証

佐藤進，飯田訓正

自動車技術会論文集（(社)自動車技術会） 36 （ 1 ） 65-71 2005年01月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

燃焼室内の不均質性がDME空気予混合気のHCCI燃焼に及ぼす影響

熊野賢吾，飯田訓正

自動車技術会論文集（(社)自動車技術会） 36 （ 1 ） 93-98 2005年01月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

DMEを燃料とする高効率HCCI機関の設計: -自己着火時期・燃焼反応速度の制御と燃焼効率の確保-

小島雄一郎,飯田訓正

自動車技術会論文集（(社)自動車技術会） 36 （ 1 ） 99-104 2005年01月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

ラジカル発光計測による予混合気中の燃料濃度不均質性がHCCI燃焼に与える影響の解析

熊野賢吾，山崎由大，飯田訓正

日本機械学会論文集（Ｂ編）（(社)日本機械学会）７１（７０１） 295-302 2005年01月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

ＨＣＣＩ機関においても燃焼室内に少なからず存在する予混合気中の燃焼濃度の不均質性が着火・燃焼に及ぼす影響を調査した．４ストローク可視化機関にてＤＭＥ空気予混合気をＨＣＣＩ燃焼させ，筒内圧力履歴，発光強度履歴および二次元発光画像を得た．予混合気中の燃料濃度不均質性は吸気管内での燃料噴射位置，噴射期間を変えることにより変化させた．その結果，ＤＭＥ空気予混合気の圧縮自己着火燃焼過程の発光はＣＯがＣＯ２へと酸化される熱発生の後半部で生じることがわかった．また，燃料濃度の不均質性が増すと発光の開始および終了時刻は空間的に差が生じ，燃焼室全体における燃焼期間が長期化することが明らかになった．

世界におけるLPG大型バスの普及状況：特集／これからの自動車用燃料

若狭良治 (コープ低公害車開発(株)) , 飯田訓正

自動車技術（自動車技術会） 58 （ 11 ） 60-65 2004年11月

研究論文（学術雑誌）, 共著

日本では，LPGを燃料とする大型車両（バスやトラックなど）の実用化は不可能とされている．しかし，世界中で見てみると，LPG大型エンジンによる車両，特にバスに使用される例があることを知り，日本での導入可能性を探ることにした．その結果，世界各地でLPG大型バスの存在を確認した．今回は，そのうち，韓国の大型LPGバスを日本に導入することの可能性を調査してきた経過を踏まえ，世界のLPGバスの普及状況について報告する．

２ストロークHCCIエンジンの燃焼完結性に関する研究（排出ガスの組成と排出機構についての調査）

小島雄一郎，武井拓也，飯田訓正

日本機械学会論文集（Ｂ編）（(社)日本機械学会） 70 （ 699 ） 2891-2898 2004年11月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

ＨＣＣＩ機関はＨＣ・ＣＯの排出量が多い事が問題である．本研究ではn-ブタンを燃料とし２ストロークエンジンで燃焼実験を行い，ガスクロマトグラフィで排気中の未燃成分の組成を調査した．素反応数値計算の結果と比較したところ，ＨＣＣＩ燃焼時，最高到達温度増加で排出される未燃燃料が減少していくが，実機では1600K以上で一定値となり，計算では0となった．また実機では燃料投入量増加に伴い排出量も増加した．未燃排出ガスの要因は，バルクの温度不足による中間生成物の排出，燃焼室壁面への熱損による温度不足で起こる未燃燃料の排出と２つあることを明らかとした．また幾何学的に燃焼室未反応領域の壁面からの厚みを算出した．

Study on Auto-Ignition and Combustion Mechanism of HCCI Engine

飯田訓正

SAE Transactions Journal of Engines （SAE） 2004-32-0095 2004年09月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

In the HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) engine, a mixture of fuel and air is supplied to the cylinder and auto-ignition occurs resulting from compression. This method can expand the lean flammability limit, realizing smokeless combustion and also having the potential for realizing low NOx and high efficiency. The optimal ignition timing is necessary in order to keep high thermal efficiency. The Ignition in the HCCI engine largely depends on the chemical reaction between the fuel and the oxidizer. Physical methods in conventional engines cannot control it, so a chemical method is demanded. Combustion duration is maintained properly to avoid knocking. In addition, the amount of HC and CO emissions must be reduced. The objective of this study is to clarify the following through calculations with detailed chemical reactions and through experiment with the 2-stroke HCCI engine: the chemical reaction mechanism, and HC and CO emission mechanisms. Ignition and combustion mechanisms and the effect of pre-mixture heterogeneity on ignition and combustion are also clarified. This is done by using an optically accessible engine and measuring the luminescence at auto-ignition and during the combustion process.

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飯田 訓正

論文 - 飯田 訓正

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