研究者詳細 - 飯田　訓正

論文 - 飯田　訓正

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次世代自動車の燃料のＣＯ２排出量に関するライフサイクルアセスメント

磯崎昭宏，飯田訓正

自動車技術会論文集 32 （ 3 ） 63-68 2001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

予混合圧縮自己着火エンジンにおける n-Butane 燃料の自己着火・燃焼過程：－外部ＥＧＲが着火および燃焼に及ぼす影響－

酒井　学，飯田訓正

日本機械学会論文集（Ｂ編） 067巻（第659号） 234-240 2001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

予混合圧縮自己着火機関は機関運転を予混合気の自己着火現象に頼るため，運転領域が狭く着火時期の制御手法が未確立である。４ストローク機関を用いバルブタイミングを変化させることで混合気中の内部ＥＧＲ量をコントロールし，内部ＥＧＲ率が圧縮自己着火燃焼特性に与える影響について調査した。n-Butane空気予混合気を対象とした場合，排気弁閉時期の早期化および吸気弁開時期の遅延化により内部ＥＧＲ率の増加が可能であり，内部ＥＧＲ率の増加に伴い着火領域が高負荷側および高回転速度側にスライドし，当量比の高い条件でノッキングレス運転が可能。また内部ＥＧＲ率の増加に伴い低温酸化反応に伴う熱発生が縮退・消滅し，高温酸化反応の発現期間が短期化することを見出した。

予混合圧縮自己着火機関の燃焼の制御に関する研究（素反応を考慮した予混合圧縮自己着火燃焼の数値シミュレーション）

飯田訓正，山崎由大

日本機械学会　研究協力部会RC170　間欠燃焼の高度環境適合化とその燃焼機構解明研究分科会　研究成果報告書（最終）（(社)日本機械学会） 198-203 2001年06月

研究論文（その他学術会議資料等）, 共著

化学反応論的見地からHCCIエンジンの燃焼制御の可能性について検討を行った。ｎ－ブタンの空気予混合気は圧縮自己着火過程で典型的な低温酸化反応，高温酸化反応過程を示すアルカン系で最も炭素数の少ない単体で，過去の研究により，確度の高い素反応スキームが得られている。予混合圧縮自己着火過程を代表する燃料としてｎ－ブタンを選択し，炭化水素混合気の詳細な酸化反応機構を考慮した反応速度計算を行った。
　まず，衝撃波管を想定した解析を行い，実測の着火遅れデータと比較検証し，素反応スキームの有効性，再現性について検討した。続いて，往復動型予混合圧縮自己着火機関での圧縮自己着火過程の詳細なシミュレーションを行った。その結果，小島のスキームにより，HCCI機関の予混合気の着火過程における二段の熱発生過程が表現された。低温酸化反応は当量比によらず予混合気がある一定の温度に達した時点で発生すること，低温酸化反応に伴う熱発生は主にホルムアルデヒドの酸化過程に伴うもので，その発熱量は，低温酸化時の予混合気の圧力が大きいほど大きくなることを明らかにしている。高温酸化反応の発生は，その主体により２段階に分類され，最初は低温酸化反応で生成されたホルムアルデヒド等の中間反応生成物の酸化（青炎），続いてＣＯの酸化によるＣＯ2生成およびＨＯ2とＯＨからＯ2とＨ2Ｏとの生成反応（熱炎）である。また，ＨＣＣＩエンジンにおいて，自己着火（熱炎の発生）は必ずしも燃焼反応の終結を意味しない。高温酸化反応過程において，燃焼の中間生成物の大半を最終燃焼生成物であるＨ2ＯおよびＣＯ2まで進行させるには，バルク温度を１５００Ｋ以上まで到達させることが必須である。バルクのサイクル履歴最高温度として１５００Ｋを確保することができないと，ＨＣおよびＣＯの排出が多くなり，高い燃焼効率を確保できない。

ＤＭＥ空気予混合気の圧縮自己着火過程の素反応解析

飯田訓正

日本機械学会　研究協力部会RC174　低炭素含酸素型新燃料とその高効率利用技術に関する研究分科会　研究成果報告書（最終）（(社)日本機械学会） 100-116 2001年06月

研究論文（その他学術会議資料等）, 単著

本研究では，DME着火の過程を詳細な素反応で記述した反応モデルをDME空気予混合気HCCIエンジンの圧縮自己着火のプロセスに適用し，DME空気予混合気の素反応数値計算を行う。
１．ショックチューブによる着火遅れの実験結果と計算結果を比較し，素反応モデルの妥当性を調査する。
２．当量比，圧縮開始温度，初期組成（EGR率），機関回転速度などの因子が低温酸化反応および高温酸化反応の発現時期，発現温度といった着火特性，熱発生率履歴，化学種モル分率履歴といった燃焼特性に与える影響を調査するとともに，HCCIエンジンの実験結果と比較検討する。

急速圧縮装置を用いた微細孔高圧ディーゼル噴霧の着火および燃焼に関する研究（噴霧内当量比の不均一性に関する考察）

李津夏，飯田訓正

日本機械学会論文集（Ｂ編） 067巻（第658号） 259-266 2001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

ディーゼル機関からNOxとすすの同時低減の手法としての微細孔高圧燃料噴射は，着火遅れ期間が短縮し着火時の噴霧内燃料濃度分布の不均一化され，燃焼時局所火炎温度が高いためにNOxの低減には至らない。本研究では，微細孔高圧燃料噴射系に加えて低セタン価燃料を用いることで着火遅れ期間を燃料噴射終了後まで長期化させた。それによって，低セタン価燃料が着火遅れに及ぼす影響を調査した。また，着火時の噴霧内燃料濃度の平均的な希薄化，噴霧内液滴の微粒化及び噴霧内燃料濃度分布の均一化などの噴霧特性が噴霧着火温度及び火炎中のKL値に及ぼす影響を解析し，NOxとすすの同時低減の可能性について検討した。

ジメチルエーテル空気予混合気の圧縮着火燃焼過程の素反応数値計算

小山　崇，茨木康充，飯田訓正

日本機械学会論文集（Ｂ編） 067巻（第657号） 165-171 2001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

予混合圧縮自己着火エンジンの燃焼を模擬に使用するため，ジメチルエーテルの素反応モデルを調査，妥当性を検証した。ショックチューブを想定しステップ状に温度，圧力を与えた条件で素反応数値計算を行ない，低温酸化反応，高温酸化反応の発現時期の温度依存性，当量比依存性，圧力依存性を調査し，ショックチューブによる実験結果と比較検討するとともに，化学種のモル分率履歴，素反応毎の熱発生履歴を調査した。Ｃｕｒｒａｎらのモデルは，多段着火および高温酸化反応，低温酸化反応発現時期の温度依存性，当量比依存性，圧力依存性について実験結果と良い一致をみた。圧縮自己着火エンジンに相当するシリンダ圧力の範囲において健全性が確認された。

予混合圧縮自己着火エンジンにおけるジメチルエーテル空気予混合気の着火燃焼の素反応数値計算

小山　崇，茨木康充，飯田訓正

日本機械学会論文集（Ｂ編） 067巻（第657号） 172-179 2001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

ショックチューブの着火遅れの実験結果と良い一致を見せたＣｕｒｒａｎらのジメチルエーテルの素反応モデル（素反応数３３６，化学種数７８）を用い，完全均一，断熱変化を仮定し予混合合圧縮自己着火エンジンの圧縮履歴にて，素反応計算を行なった。圧縮開始温度，当量比，ＥＧＲ率，機関回転速度をパラメータとして，化学種のモル分率履歴，熱発生履歴を調査するとともに，低温酸化反応および高温酸化反応の発現時期，発現温度，熱発生率履歴，について単気筒エンジンの実験結果と比較した。その結果，低温酸化反応，高温酸化反応の発現時期の温度，当量比，回転速度の各依存性が実験結果と符合することを確認した。ただし，実験に比べ，素反応計算の方が，大きいピーク熱発生率，短い熱発生期間を得た。

Effects of Nozzle Diameter and EGR Ratio on the Flame Temperature and Soot Formation for Various Fuels

Danilo Nikolic, Kazunari Wakimoto, Shinya Takahashi and Norimasa Iida

SAE Transactions （SAE） 2001-01-1939 2001年05月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Effect of Aromatics Contents and 90% Distillation Temperature of Diesel Fuels on Flame Temperature and Soot Formation

Shinya Takahashi, Kazunari Wakimoto, Danilo Nikolic and Norimasa Iida

SAE Transactions （SAE） 2001-01-1940 2001年05月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

Combustion of Diesel Spray Injected into Reacting Atmosphere of Propane-Air Homogenious Mixture

Jin-Ha Lee and Norimasa Iida

International Journal of ENGINE RESEARCH （IMechE,SAE,JSME） 2 （ 1 ） 69-80 2001年04月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

Effects of each stage (low-temperature reaction, high-temperature reaction, and post combustion) of a homogeneous mixture (propane/air) on the ignition and combustion of a diesel spray were investigated using a rapid compression machine (RCM). The concentrations of formaldehyde (HCHO) and hydrogen peroxide (H2O2) were calculated in the low temperature reaction using CHEMKIN. The correlation between soot formation and fuel injection timing was investigated in each reaction stage of the homogeneous mixture. When diesel fuel was injected during the low temperaure reaction, soot formation was more restrained than at any other reaction stage of the homogeneous mixture.

座談会：自動車技術の２１世紀

飯田訓正 (慶應義塾大学) , 岡野博志 (トヨタ自動車) , 古谷博秀 (機械技術研究所) , 石山武 (日本自動車研究所), 桑原雅夫 (東京大学) , 野口牧人 (本田技術研究所)

自動車技術（(社)自動車技術会） 550 （ 1 ） 5-12 2001年01月

研究論文（学術雑誌）, 共著

２０世紀に誕生し,人類の生活向上に多大な貢献を果たした自動車は,新しい世紀「２１世紀」ではどのような進展を遂げるのであろうか。そして人類や生物,社会,地域にどのような夢や希望,活力そして楽しさを与えてくれるのであろうか。「自動車技術の２１世紀」と題し,自動車および自動車技術の明るい未来を展望すると共に,部品,販売,整備等の関連産業や運輸・交通・都市構造等のインフラへの期待と展望,並びに人類の生活様式の変貌などを座談会を行いまとめた。

社会のコンポーネントとしての次世代エンジン開発： LCAによるエンジンシステムと燃料の最適化

飯田訓正

エンジンテクノロジー（山海堂） 2 （ 6 (通巻11号) ） 6-7 2000年12月

研究論文（学術雑誌）, 単著

エンジンの有害排出物低減と高効率化のみが,自動車の環境負荷低減の技術課題ではない。エンジン開発でもう一つの大切な視点が,環境インパクトの少ないエンジンシステムの構築です。エンジンの構成原材料の生産,加工,組み立て,使用,メンテナンス,廃棄およびリサイクルまで,ライフサイクルの視点から環境負荷に対する総合的な評価が必要とされている。本校では,エンジンと燃料の最適化の観点から次世代エンジン開発へのＬＣＡ手法の導入の提案を行なった。

予混合圧縮自己着火機関の燃焼の制御に関する研究（素反応を考慮した予混合圧縮自己着火燃焼の数値シミュレーション）

飯田訓正

日本機械学会　研究協力部会RC170　間欠燃焼の高度環境適合化とその燃焼機構解明研究分科会　研究成果報告書（中間）（(社)日本機械学会）（ 5.2 ） 153-156 2000年10月

研究論文（その他学術会議資料等）, 単著

本報では，n-Butane空気予混合気を計算対象とし，衝撃波管，急速圧縮装置での実験における着火遅れ，HCCI機関での熱発生率形状をもとに，予混合圧縮自己着火機関の着火および燃焼を模擬できる素反応スキームの妥当性を検討した。また，衝撃波管のようにステップ状に温度，圧力が上昇する条件での計算を行ない，当量比，温度が，予混合気の圧縮自己着火および燃焼に及ぼす影響を調査したので報告する。

ダブルカーネル法を用いた圧縮過程における予混合気の燃焼速度計測に関する研究,

山崎由大，飯田訓正

日本機械学会論文集（Ｂ編） 066巻（第649号） 229-236 2000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

火花点火機関を想定し、予混合気の温度、圧力、組成が変化する場での燃焼速度の挙動を把握することを目的とした。燃焼速度の計測法には容器内での計測が可能なダブルカーネル法を取り上げ、燃焼速度の導出方法を検討した結果、系統誤差１０％以内とすることができた。大気開放容器、定容容器を用いた燃焼実験により、アルカン系のメタン、プロパン、ｎ－ブタンおよびその構造異性体のｉｓｏ－ブタン、エーテル系のジメチルエーテルの各種燃料と空気の予混合気について、標準状態および燃焼の熱発生により温度圧力が上昇する場での燃焼速度を計測した。燃焼速度の当量比依存性、燃料種依存性、温度・圧力依存性を明らかにした。

マイマロホールノズルを用いた直接噴射式ディーゼル機関の燃焼改善

村田峯啓，小堀繁治，飯田訓正

日本機械学会論文集（Ｂ編） 066巻（第647号） 298-304 2000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

高圧噴射とマイクロホールノズルの燃焼改善の実験での特性を把握するために単筒エンジンを用いて、燃焼特性、排気特性を噴口径および噴口配置をパラメータとして調査した。また、トロイダル型、浅皿型の２種の燃焼室形状を試験して噴口径の微細化に伴う噴口数の増加への最適化の方向性を検討した。その結果、噴口径の微細化に伴って初期熱発生は増加、拡散燃焼期の熱発生は低下し、適度の微細化ならばスモーク排出を改善できるが、過度に微細化すると燃費、スモーク排出の極端な悪化を招くと言う知見を得た。また、噴口数の増加に伴う噴射角の多段化に対しては、噴霧干渉だけでなく噴霧と壁面との関係の最適化が重要である。

非定常噴霧内のホルムアルデヒドの２次元可視化

小酒英範, Drewes,Volker H., Catalfamo,Luca, 飯田訓正, 神本武征

日本機械学会論文集（Ｂ編） 066巻（第647号） 291-297 2000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

ディーゼル噴霧の着火機構の解明を目的に，着火反応中に生成されるホルムアルデヒドをレーザー誘起蛍光法により２次元可視化している．光源にはNd:YAGレーザーの第３高調波を用いている．噴霧内のホルムアルデヒドは着火反応による総発熱量が燃料の吸熱，蒸発による総吸熱量に等しくなる時期に検出され始め，高温酸化反応が始まる前までは噴霧先端領域全体に分布する．この事はディーゼル噴霧の着火過程初期においては，燃料は低温酸化機構により酸化される事を示している．高温酸化反応によるホルムアルデヒドの消失は噴霧先端領域で開始する．雰囲気温度の上昇は，ホルムアルデヒドの出現と消失時期をともに早める．

ＤＭＥ空気予混合気の圧縮自己着火過程の素反応解析

飯田訓正

日本機械学会　研究協力部会RC174　低炭素含酸素型新燃料とその高効率利用技術に関する研究分科会　研究成果報告書（中間）（(社)日本機械学会） 122-133 2000年06月

研究論文（その他学術会議資料等）, 単著

本研究ではDMEを燃料とした素反応数値計算により，HCCIエンジンの燃焼シミュレーションを行うことを念頭に置き，μｓオーダーで高温・高圧場が形成されるショックチューブを想定した計算を行ない，
１．ショックチューブによる着火遅れの実験結果と計算結果を比較し，素反応モデルの妥当性を調査する。
２．ステップ状に与えた温度，当量比といったパラメーター変化が低温酸化反応および高温酸化反応の発現時期，発現期間，熱発生率といった着火・燃焼特性に与える影響を調査する。
３．高温酸化反応および低温酸化反応期間の熱発生に関わる素反応を調査する。

定置型内燃機関に係る窒素酸化物低減のあり方（定置型内燃機関に係る窒素酸化物排出低減指導要綱の見直し）

飯田訓正

東京都　定置型内燃機関に関する窒素酸化物排出低減技術検討会（東京都） 2000年06月

研究論文（その他学術会議資料等）, 共著

短時間のアイドリングストップの有効性実測

飯田訓正

交通エコロジー・モビリティ財団（交通エコロジー・モビリティ財団） 2000年03月

研究論文（その他学術会議資料等）, 共著

低ＮＯｘ型小規模燃焼機器普及促進調査報告書

飯田訓正

全国環境保全推進連合会低ＮＯｘ型小規模燃焼機器普及促進調査報告書（全国環境保全推進連合会） 2000年03月

研究論文（その他学術会議資料等）, 共著

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