農用機関に対する燃料アルコールの利用(第5報) : 空燃比と圧縮比の燃焼特性への影響

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燃焼アルコールの特徴を生かしうる燃焼条件を明らかにするため, 燃料, 空燃比, 圧縮比の変化に対するシリンダ内圧力, イオンプラグ信号及び諸機関性能相互の相関関係について検討し考察した。1. 一般にイオン電流値は点火プラグから離れるにつれて低下し, 火炎伝ぱ速度は燃焼室中央部が最高となる。これらの値は, 出力曲線と同様の傾向を示し, イオン電流最大値のサイクルごとの変動は, 負荷の増減に対する影響を受けないことが判明した。2. ガソリンを用いて空燃比を変更した場合, トルクの最大値は当量比1.0よりやや濃混合気下で得られ, 熱効率の最大値は当量比1.0以下の希薄側で得られた。また, シリンダ内圧力最大値のサイクルごとの変動は, 混合比による影響が大きい。イオン電流最大値とそのサイクルごとの変動は, ピーク位置がシリンダ内圧力の場合よりやや希薄側へ移動し, 混合比変更の影響を強く受ける。3. アルコール混合燃料を使用した場合, その混合割合が高くなるほどトルク, 熱効率, イオン電流最大値及びそのサイクルごとの変動量, 火炎伝ぱ速度のピークが希薄側へ移動した。特に, 当量比1.0以下の希薄領域では, アルコール使用時の熱効率改善効果が顕著である。また, イオン電流最大値とその上昇率が, アルコールの混合によって低下する。これは, アルコールの性状に起因するものと思われる。4. 圧縮比を標準仕様値6.0から7.0,8.0の3段階に変更した場合, ガソリン, アルコール使用時ともトルク, 熱効率の改善効果はさほど得られなかった。これは, 圧縮比が高くなると, シリンダ内圧力, 熱発生率最大値を得るクランク角は早まるが, 燃焼継続区間も長くなり, シリンダ内温度が上昇する等の障害が発生するためと考えられる。また, イオン電流値の低下からも燃焼状態の悪化が裏付けられる。5. メチルアルコールはアンチノック性が高く, 高圧縮比下での運転が可能と言われているが, 空冷側弁式のような冷却率の悪い機関では, 燃焼室形状, 冷却効率, 点火時期を含めた全体的な燃焼条件の検討が特に必要である。
神戸大学の論文

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