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研究実績一覧
畑村エンジン研究事務所の実績
大学との共同研究
ガソリンHCCIエンジンの研究(2006-2013)
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ターボ過給HCCI ガソリンエンジンの研究【NEDO委託研究】(SAE2011-01-1766)
HCCI性能実験を千葉大学、燃焼シミュレーションをシーディー・アダプコ・ジャパン(現IDAJ)、過給実験を三菱重工業が担当。ブローダウン過給(BDSC)システムを利用してHCCIの燃焼性能を大幅に向上した。
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BDSC-HCCIエンジンの新設計シリンダヘッド
開発した1D&3DのCFDシミュレーション技術を使って、ブローダウン過給HCCI燃焼用に新設計した、可変動弁機構を搭載したシリンダヘッドを持つエンジンを新たに試作。
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BDSC-HCCIのバルブタイミングの最適化計算
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設計・試作したBDSC-HCCIエンジンの基本性能
従来ガソリンSI(w/o EGR,CR12)に比較し,燃費向上17-22% (1500 rpm)
最高熱効率 BTE = 39% @BMEP 510 kPa(CR14)を達成
NOx排出量はSI比1/200以下 -
JC08モード走行のHCCI運転領域
BDSC-HCCIエンジンは、JC08モード走行の定常と加速の大部分をHCCI運転が可能になる
⇒走行燃費の17%の向上効果が期待できる。 -
ターボ過給BDSC-HCCIエンジンコンセプト(第24回内燃機関シンポジウム)
3.0L/従来エンジンに代えて、ターボ過給2.0L/HCCIエンジン
ディーゼルエンジンに匹敵する走りと燃費
→ 豊かな低速トルクによる快適な走り
→ 燃費向上31%(JC08シミュレーション)実用化に向けての課題
・低排気温度におけるタービンの効率向上と最適化
・二次エア過給を使ったターボラグ期間のG不足(NO×増加)対策
・過給SI運転(e=12)のプレイグノッキング防止対策
過給ダウンサイジングガソリンエンジンの研究(2011-2014)
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株式会社サステナブルエンジン・リサーチセンター主催コンソーシアム(ICSC2014講演会)
株式会社サステナブルエンジン・リサーチセンター(以下SERC)のコンソーシアムに参加して、過給ダウンサイジングガソリンエンジンの研究を実施。高過給ターボ過給エンジンの燃焼とノックモデルを構築して、具体的なシステム設計を行い、GT-POWERとmodeFRONTIERを組み合わせた最適化シミュレーションを使って、BMEP30barを発生する高過給ダウンサイジングガソリンエンジンの最適設計を行った。
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高過給ガソリンエンジンのシミュレーション
過給ガソリンエンジンの実験結果を利用して、GT-POWERの使ったシミュレーション技術を構築した。燃焼パターンとノッキングを予測するモデルと、過渡応答の予測の精度向上のためのターボ各部の熱モデルを新しく開発した。
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超高過給ガソリンエンジンの目標設定
次世代の過給ダウンサイジングガソリンエンジンとしてBMEP30barのトルク目標と制約条件を設定し、それを実現するためのS/C+T/Cの過給システムのコンセプトを構築した。これが実現できると、NAエンジンの1/2の排気量にダウンサイジングが可能になる。
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超高過給ガソリンエンジンのシミュレーション結果
GT-POWERとmodeFRONTIERを組み合わせた最適化シミュレーションを使って、コンセプトエンジンの最適設計を行った。最適化の結果、過給機の性能を限界まで使い切るような仕様が得られ、目標を達成できる可能性があることが示された。