日本大学生産工学部研究報告A(理工系)第56巻第1号
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リアランス(4cm)の半径に広がった時刻の模式図を示す。図において下部がピストン表面,上部が可視化窓の表面に相当する。図からわかる通り,9点点火において,燃焼室下部は既燃ガスで占められ,未燃ガスは可視化窓近傍に薄く存在しているが,5点点火では火炎と火炎の間に未燃ガス領域が4分割されて存在している。従って,ノッキングにおける圧力振幅の大きさはこの自着火を生じる未燃ガスが全体として1つになっているか,分割状態にあるかにも強い影響を受けることが分かった。このことは自着火と共存した高効率点火・燃焼方式の検討に重要な知見であると考えられる。本研究では予混合気の多点点火を実現するためにレーザー光の9ビーム分割法を考案し,多点レーザーターゲット点火を急速圧縮膨張装置による高温高圧状態の燃焼室で行った。その結果,以下の知見を得た。・レーザーターゲット点火は,初期燃焼期間は長いものの,多点化によって顕著に燃焼期間を短縮することができる。・ピストン表面からの多点点火による燃焼期間の短縮だけではノッキング強度の抑制につながらない。・エンドガスを分割した多点点火がノッキング強度の抑制に有効。─ 39 ─ 1) J. D. Dale, et. al., Laser-ignited internal combustion engine, Combustion and Flame, 30, 319-320 (1977)2) D. L. McIntyre, et. al., Lean-Burn Stationary Natural Gas Engine Operation With a Prototype Laser Spark Plug, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power 132 072804 (2010)3) D. K. Srivastava, et. al., Comparative experimental evaluation of performance, combustion and emissions of laser ignition with conventional spark plug in a compressed natural gas fueled single cylinder engine, Fuel 123: 113-122, (2014).4) P. Nicolaie, et al. Composite, all-ceramics, high-peak power NdYAG Cr︵₄︶YAG monolithic micro-laser with multiple-beam output, Opt Express 19 9378-9384. (2011)5) S. Yamaguchi, et. al., Dual-Point Laser Ignition and its Location Effects on Combustion in Lean-Burn Gas Engine." SAE International Journal of Engines 8︵₃︶: 1435-1446 (2015).6) P. Patane et. al., Review: Multipoint laser ignition system and its applications to IC engines. Opt. Laser Tech. 130, 106305 (2020).7) M. H. Morsy, et. al., Laser-induced ignition using a conical cavity in CH4-air mixtures Combustion and Flame 119 473-482 (1999).8) X. Li, et. al., Laser ablation plasma-assisted stabilization of premixed methane/air flame, Applied Physics B 122 (2016). 9) E. Takahashi, Laser ablation ignition of flammable gas, Japanese Journal of Applied Physics 60 (2021).10) 三好明・酒井康行,ガソリンサロゲート詳細反応機構の構築,自動車技術会論文集,48︵₅︶,1021-1026(2017).(R 5.2.10受理)Fig. 8  Comparison of flame shape formed by 9-point ignition and 5-point ignition.5.結言参考文献

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