実験

3.4.1 計測設備

エンジンの動力性能は東洋電機製の低慣性ダイナモメータを使用して計測した．排出 ガス濃度および吸入ガス濃度の計測は堀場製作所MEXA-7100EGRを使用した．スモー クの計測は司測研GSM-10を使用し，AVLオパシメータも使用した．圧力線図などの燃 焼解析データは小野測器DS-2000を使用して取得した．データの収集は小野測器

FAMS-8000を使用した．

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3.4.2 供試燃料と潤滑油

供試燃料はJIS 2号軽油(S ≦ 10 ppm)である．潤滑油は硫黄分と硫酸灰分の少ない低 アッシュ油(JASO DH-2)である．

3.4.3 LP-EGRの効果

図3.6はNe=800 rpm，BMEP=1.24 MPaの時のHP/(HP+LP)を変化させた時の運転結果 を示す．□印は二段過給運転を示し，▽印は高圧段のみを用いた単段過給運転を示す．

また，●印は単段過給システムの参考データを示す．噴射圧と燃焼開始時期は同一とし た．タービン通過ガス量が増加し，Pb，Pexmが上昇しているがHP/(HP+LP)=0.4におい てもPexm - Pb=30 kPa程度と低く抑えられ，PMEPの増加も少ない．過給圧の上昇にと もないλも上昇し，結果的にBSFCが改善している．この傾向は，▽印の高圧段のみを 用いた単段過給運転でも同様であるが，□印の二段過給運転では，さらに過給圧を高め られるためBSFCの改善効果が大きい．

図3.7にNe=1000 rpm，BMEP=1.64 MPaの運転結果を示す．ここでは二段過給運転の み示す．HP/(HP+LP)を低下させることで，Pb，Pexm，λが増加する． Pbの増加に対し てPexmの増加幅が大きく，HP/(HP+LP)=0.4ではPexm - Pb=70 kPaになりPMEPが増加 する．このため，二段過給を実施し，LP-EGRを使用した場合，HP-EGRのみの場合と 比べてBSFCの改善効果は得にくい．このようにLP-EGRを使用することでPexm-Pbが 増加する傾向は，絶対値は異なるものの，シミュレーションと同様である．

図3.8にNe=1600 rpm，BMEP=1.20 MPaでの運転結果を示す．ここでは低圧段のみで の運転を示す．HP/(HP+LP)を低下させ，LP-EGRを増加させても，図3.6，図3.7のよう な明白な空気過剰率の増加は見られずにPexmのみ増加し，BSFCの改善には至らなかっ た．

図3.9にNe=600 ~ 2000 rpmまで運転を実施し，得られたBSFCマップを示す．高負 荷域のBSFCの低い領域について，単段過給を点線で示し，二段シーケンシャル過給を 実線で示す．二段シーケンシャル過給では単段過給に比べて低速域のトルクが高く，ま たBSFCの低い領域は，低速域に移動している．排出ガスレベルは単段過給システムと 同等としながら，BSFCを改善した運転は次のような状態で得られた．まず2台の過給 機の使用区分については，図3.10に総過給仕事に対する高圧段過給仕事の比率；Rwhpc

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のマップを示す．Rwhpcは総過給仕事に対する高圧段過給仕事の比率と定めて以下の式 により求めた．

Wlpc Whpc

Rwhpc Whpc

= +

Whpc：高圧段過給機の過給仕事 Wlpc：低圧段過給機の過給仕事

これは2台の過給機の運転方法の目安であり，Rwhpc = 1.0の時HP-T/Cが過給を実施 し，Rwhpc = 0の時LP-T/Cによって過給が行われている．低速低負荷域のRwhpc > 0.8 の領域ではLP-T/Cを全開としたHP-T/Cのみの運転，低速高負荷域の0.2 <Rwhpc < 0.8

の領域はLP-T/CとHP-T/Cを制御した二段過給運転である．中速域から高速域にかけて

のRwhpc < 0.2の領域は， HP-T/Cをバイパスし，LP-T/Cのみでの運転である．低速低 負荷域でシーケンシャル化での効果を出すために採用した低圧段タービンは従来の単段 過給システムのものよりも容量が大きく，結果として中速中負荷域で十分な過給圧が得

られずLP-T/Cのみでの運転ではスモークレベルが増大した．このため， HP-T/Cと

LP-T/Cを用いて運転した．

図3.11に実験により得られたHP/(HP+LP)マップを示す．このように小型の過給機を 搭載した二段過給システムにおいては，二段過給とLP-EGRの組み合わせは，図3.6の ように低速域の排気ガス流量の低い領域では有効であり，高速域においては，低圧段タ ービン容量を大きくしたため，図3.8のようにLP-EGRを導入しHP/(HP+LP)=0.4程度ま で低下させても， BSFCの優位性は得られなかった．

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