第 2 章 二段過給による低速域の高トルク化と燃料消費率の同時改善
2.5 まとめ
大型ディーゼルエンジンの実用運転条件下で，使用頻度の高い低速域を主体とした燃 料消費率の改善を目的として，小型の過給機を追加した二段過給システムの効果的な空 気とEGRガスのマネジメントについてシミュレーションと実験による検討を実施した．
得られた知見を以下に示す．
(1) 低速高負荷領域においては，2つの過給機を用いて高圧力比運転するシリーズ過給モ ードで，従来の単段過給システムより高い過給圧，A/Fを得ることができ，希薄化の効 果によりBSFCの改善が得られる．また更なる燃料噴射量の増加による高BMEP化も可
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能である．
(2) 低速域での使用を考慮した慣性モーメントの小さい小型の過給機を用いると，過給 圧の応答が高く，噴射量の増加率も高くできるため，負荷変動に対する応答性が改善す る．
(3) 低速低負荷域では高圧力比化しても既にA/Fが十分高く，NOx排出率一定の条件下 での希薄化によるBSFCの改善効果は限定的である．このため低流量域でタービン効率
の高いHP-T/Cで主に過給することで，PMEPが低減され，BSFCの改善が得られる．
(4) 中・高速域ではシリーズ過給モードによる高圧力比運転を実施することで，過給圧，
A/Fを高くできるが，PMEPの著しい増大を招く．これらの領域では高過給による低排 出ガスと低燃費の同時改善は得られなかった．しかしながらPMEPの制御方法の一つと してシーケンシャル過給モードでBSFCの改善が得られる．
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図2.1 エンジンシステム
表2.1 エンジン諸元
Engine type DI Inline 6 Bore & Stroke mm φ122×150 Displacement cm3 10.5×103
Compression ratio 15.3
Injection Nozzle mm φ0.173×8-155°
Target
Max.
Output
Engine Speed rpm 2000 Output kW {PS} 298 {405}
BMEP MPa 1.7
Max.
Torque
Engine Speed rpm 1000 - 1400 Torque Nm {kgm} 1842 {188}
BMEP MPa 2.2
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図2.2 シミュレーションモデルの検証
（Ne=1000 rpm)
Fuel Flow Rate kg/h
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図2.3 シミュレーションによるタービン圧力比が平均有効圧に与える影響調査
（低速高負荷： Ne=800 rpm, q=119 mm3/st）
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図2.4 シミュレーションによるタービン圧力比が平均有効圧に与える影響調査
（低速低負荷： Ne=800rpm, q=63 mm3/st）
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図2.5 シミュレーションによる性能の予測結果
（低速：Ne=800 rpm）
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図2.6 シミュレーションによるタービン圧力比が平均有効圧に与える影響調査
（中速中負荷：Ne=1200 rpm, q=99 mm3/st）
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図2.7 シミュレーションによるタービン圧力比が平均有効圧に与える影響調査
（高速中負荷：Ne=1600 rpm, q=100 mm3/st）
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図2.8 ランプ応答シミュレーションの目標BMEP遷移(Ne=1000 rpm)
図2.9 ランプ応答シミュレーションの結果 (Ne=1000 rpm)
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図2.10 低速域での運転結果（Ne=1000 rpm）
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第2章の参考文献
[1] 青柳友三ほか，“単気筒エンジンによる超高過給ディーゼル燃焼の研究(第4報)”
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[2] Hiroshi Horiuchi et al,“The Hino E13C:A Heavy-Duty Diesel Engine Developed for Extremely Low Emissions and Superior Fuel Economy”, SAE paper, No.2004-01-1312．
[3] 足立隆幸ほか，“高過給・広域多量EGRの多気筒ディーゼルエンジンにおけるハ イプレッシャループおよびロープレッシャループEGRの効果”，自動車技術会論 文集，vol.40，No.4, p.1047-1052 (2009)．
[4] 小林雅行ほか,“低圧LoopEGRを搭載した大型多気筒ディーゼルエンジンにおけ る高過給，広域多量EGRの効果”, 自動車技術会論文集，vol.40，No.4，
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[5] 足立隆幸ほか, “高過給・広域多量EGRディーゼルエンジンにおける過渡の排出 ガスと性能“, 自動車技術会学術講演会前刷集, No.58-10，p.11-16(2010)．
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