SPE Ir
Criteria
Lean Limit
600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
Excess Air Ratio
λCylinderTemperature@TDC[K]
DFE PSPE SPE Ir
Criteria
Lean Limit
上死点時の筒内温度[K]
空気過剰率
しきい値
リーンリミット
600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
Excess Air Ratio
λCylinderTemperature@TDC[K]
DFE PSPE SPE Ir
Criteria
Lean Limit
600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
Excess Air Ratio
λCylinderTemperature@TDC[K]
DFE PSPE SPE Ir
Criteria
Lean Limit
上死点時の筒内温度[K]
空気過剰率
しきい値
リーンリミット
実機試験 計算結果
しきい値を900[K]とすると、実機試験と 良い相関が得られた。妥当性については、今後、様々な条件
で実績を積んで確認していく。良い相関
TDC筒内温度を指標とした着火性評価
※しきい値が900[K]とやや低めなのは、試験の評価条件やその判定基準の影響も考えられるが、計算 の燃焼速度を実測に合わせ込むために、筒内温度をやや低めに補正している影響も考えられる。
1.6 1.62 1.64 1.66 1.68 1.7 DFE
PSPE SPE Ir
リーンリミット λ
1.5 1.55 1.6 1.65 1.7 DFE
PSPE SPE Ir
リーンリミット λ
Good
Good
電極形状により着火性差が生じる要因
点火直後の火炎
（λ 1.6、点火後1degCA、1000[K]の等値面）
DFE
Ir PSPE
SPE
1.6 1.62 1.64 1.66 1.68 1.7 DFE
PSPE SPE Ir
リーンリミット λ
Good Good
相関あり
極初期の火炎が電極に触れる面積が小さい 熱損失が小さい
着火性が良い
0 5 10 15 20
DFE PSPE SPE Ir
プラグへの熱損失 [mJ]
プラグへの熱損失[mJ]（放電期間中）
Good
プラグへの熱引き（熱損失）が 着火性に大きく影響することを 確認できた。
発表内容
１．会社紹介 ２．背景
３．技術構築
４．スパークプラグの電極形状による着火性 ５．投入エネルギによる着火性
６．エンジン条件による着火性
７．まとめ
計算結果（TDC筒内温度を指標とした着火性評価）
投入エネルギ量の影響
一般的なフルトランジスタ電源である”Normal”に対し、
単位時間あたりのエネルギと持続時間を大幅に増加させた”High-Energy”の 着火性を検討。（スパークプラグはDFEを使用、着火性評価は前述の筒内温度を指標とした手法）
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Time [ms]
投入エネルギ [W] High-Energy Normal
1.6 1.7 1.8 1.9 2 Normal
High-Energy
リーンリミット λ
+0.05
投入エネルギを増やすと着火性が向上する実現象を再現。
リーンリミットλ
の向上は+0.05であり、電極形状DFEとIrの差が0.04であったこと と比較すると、エネルギを大幅に増加した割には向上していないといえる。理由①：既燃部にエネルギを投入しても未燃部に効率的に供給できない。
理由②：投入エネルギを熱エネルギとして扱っているが、電離等のプラズマ現象が影響。
理由③：詳細化学反応ソルバの反応速度リミット→温度上限約8000[K]。
発表内容
１．会社紹介 ２．背景
３．技術構築
４．スパークプラグの電極形状による着火性 ５．投入エネルギによる着火性
６．エンジン条件による着火性
７．まとめ
高流速場での検討
バッフル プレート
点火時期（中央断面）
吸気管断面の下半分を遮蔽するタンブルコントロールバルブ相当のバッフルプレート を設置することで、
高流速（高タンブル）場 を実現。
バッフル プレート
[m/s]
流速ベクトル
バッフルプレート なし
吸気行程（バルブ断面）
バッフル プレート
なし
バッフル プレート
あり
点火時期における 火花ギャップ間流速が
４→９[m/s] に向上。
通常流速 高流速
0 1 2 3 4
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Time [ms]
火花移動量 [mm]
高流速 通常流速
高流速場での火花移動
流動場では火花が移動する。高流速場では、火花移動量も大きくなる。
→前報で報告した ”火花移動モデル” と ”火花移動量予測式（実験式）” を 高流速場にも適用。
（予測式に合うように火花移動モデルのバネ定数や抗力係数などを設定）
火花移動量
3[mm]超で火花移動モデルが発散
→3[mm]程度で頭打ちとなるように設定
通常流速 高流速
エンジン条件の変更（筒内流動の強化）を再現できた。
計算結果（TDC筒内温度を指標とした着火性評価）
通常流速場”Normal-Flow”と高流速場”High-Flow”の着火性を比較。
（投入エネルギは”High-Energy”）
高流速場での着火性
高流速化でリーンリミットが大幅に向上。しかし、この結果には「流れの影響」と「火花移動の影響」の両者が含まれている。
1.6 1.7 1.8 1.9 2 Normal-Flow
High-Flow
リーンリミット λ
+0.24
「流れの影響」と「火花移動の影響」の分離
高流速場の計算に通常流速時の火花移動量を強制的に入力 →”High-Flow（Normal-Spark)” ・・・・実際には起こり得ない現象
計算結果（TDC筒内温度を指標とした着火性評価）
流れの影響が大きい。
数値シミュレーションは、実現象を模擬するだけでなく、実際には起こりえない 状態を作り出すことで、実験では困難な現象解明にも大いに役立つといえる。1.6 1.7 1.8 1.9 2 Normal-Flow
High-Flow (Normal Spark)
High-Flow
リーンリミット λ