高速ディーゼル機関の排出微粒子および全炭化水素の生成機構とその低減

様 式

6

圭 stmL

文

目

録

征三む

名 II~ キ\昌三戸

報 告 番 号 ￨ 乙 工 第

₃

₅

工 修 学 位 論 文 題 目

_{高速ディーゼル機関の排出微粒子および}

全炭化水素の生成機構とその低減

論文の目次 第 i章 結 論 1. 1 緒 言 1. 2 排気ガス規制の現状 1. 3 N O xお よ び P M低 減 の た め の 研 究 状 況 1. 4 排 出 未 燃 炭 化 水 禁 に 関 す る 研 究 状 況 1. 5 木 研 究 の 目 的 と 構 成 第2章 排気の計削Ijと燃焼解析 2. 1 結言 2. 2 実験機関とdl担)1装置 2. 3 微粒子と全炭化水素の計調1) 2. 4

I

J

F

山未燃炭化水素の成分分析 2. 5 燃 焼 解 析 2. 6 結言 ~3 章 有害排気物質の

I

J

FI

U

傾向 3. 1 緒言 3. 2 排 気 指 数 3. 3: 当量比に対する排気の傾向 3. 4 燃焼特性値と排気の関係 :L 5 排気成分の相関 :L 6 結言 参考論文 第4章

m

山未燃炭化水素に及ぼす 壁 面 遮 熱 の * 響 4. 緒 言 4. 2 遮 熱 仕 様 お よ び 実 験 条 件 4. 3 機関性能の比較 4 4 排気特性の比較 4. 5 考 察 4. 6 結言 第5章 I)f山未燃炭化水素に及ぼす リエントラント燃焼室の影響

s

.

1 緒言 5. 2 供 試 ピ ス ト ン お よ び 実 験 条 件 5. 3: 機 関 性 能 の 比 較 5. 4 排気特性の比較 5. 5 リエントラン卜燃焼室による 排 気 の 改 善 5. 6 結 言 第6章 結 論 主論文 ディーゼル機関の笠間~熱が未燃炭化水素の mw に及ぼす彫紙! ￨河本昌章，石山拓二，

I

H

J

1

京真一，三輸 入以 自動車技術会論文集 V o 1.25， No. 4 平成6年 10月 15日 デ ィ ー ゼ ル機 関 の 排 山 未 燃 炭 化 水 素 に 及 ぼ す リ エ ン ト ラ ン ト 燃 焼 室 の 影 鴇 ￨河本畠章，石山拓二，

I

m

1

点真一，三輪 忠 FI 木町l川 機 関 学 会 誌

W

3 0巻 第3号(平成7

:

q

:

3

n

1日発行予定)に掲松 決 定 済

自

i

i

考

1

論文Jllj日は、川認が英語以外の外国誌のときは日木語訳をつけーて、外国語、 白木認の順に子IJ記すること。

2

_{参考論文は、論文間目、若者名、公刊の方法及び Il~i}

J

U

)

を 聞 に 明 記 す る こと。

3 参考論文は、￨呼土論文の場合に記賊すること。

様 式

6

論

文

報 告 番 号

征

三

b

乙 工 第

工 修

35

号 ￨ 氏

目

録

名

l

司キ¥

き 寸

﹁ 凶 ( げ 一 学 位 論 文 題 目

高速ディーゼル機関の排出微粒子および

全炭化水素の生成機構とその低減

論 文 の 目 次 第 l章 結 論 1. 1 結 言 1. 2 排気ガス規制の現状 1.3 NOxおよびP M低減のための研究状況 1. L] 排出未燃炭化水素に閲する研究状況 1. S 木研究の目的と構成 第2章 排気の計抑いと燃焼解析 2. 1 結 言 2. 2 笑験機関と計測装置 2. 3 微粒子と全炭化水素の引説1I 2.lL

mUJ

未燃炭化本訴の成分分析 2. S 燃焼解析 2. 6 結 言 第3章 有害排気物質のllF山傾向 :3. 1 緒 言 :3. 2 排気指数 3. 3 当量比に対する排気の傾向 3. 4 燃焼特性値と排気の関係 :3. S jJ~気成分の相関 :L 6 結 言 第4章 排出未燃炭化水素に及ぼす 壁面遮熱の影響 t1. 1 緒 言 4. 2 遮熱仕様および実験条件 4. 3 機関性能の比較 4. tJ 排気特性の比較 4. S 考察 4. 6 結 言 第5章 排出未')!A炭化水素に及ぼす リエントラント燃焼室の影響 ~. 1 緒言 5. 2 íJ~ 試ピストンおよび尖験条件 5. 3 機関性能の比較 5. 4 排気特性の比較 5. 5 リエントラント燃焼室による 排気の改普 5. 6 結 言 第6章 結 論 参 考 論 文 主 論 文 ディーゼjレ機関の笠而述熱が未燃炭化水素の ~Jf

t

U

に及ぼす影以l ￨河本昌章，石山拓二， I;r.JJJft真ー，三輪 出 自 動 車 技 術 会 論 文 集 Vol. 25， No. 4 平成 6年 10月15日 ディーゼ-ル機関の

m

山 未 燃 炭 化 水 素 に 及 ぼ す リ エ ン ト ラ ン ト 燃 焼 室 の 影 響 ￨河本昌章，石山

i

i

i

二， JIfJ原真一，三輪 忠 1.1 本 ~(I 川機|刻!学会誌 ~\ 3 0巻第3号(i:l!.h

日

711: 3

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1 [J先行予定)に伺松決定済

的 考

l

論 文

1

m

日 は 、 用 語 が 英 語 以 外 の 外 国 誌 の と き は 日 ホ 語 訳 を つ け て 、 外 国 語 、 白 木 語 の 町iに子1]記すること。

2

参考論文は、論文間目、若者名、公刊の方法及び Il~iJUIを順に!明記すること。

3

参 考 論 文 は 、 同 士 論 文 の 場 合 に 記 秘 す る こ と。

様 式

7

三oflふll

文

内

容

要

ヒ目，二

告二

Z

フ

報 告 番 号 ￨ 乙 工 第

₃₅

I

町ヰ¥昌三手

工

学 位 論 文 題 目

内 容 要 旨

修

高速ディーゼル機関の排出微粒子および

全炭化水素の生成機構とその低減

デ ィ ー ゼ ル 機 関 は 熱 効 率 と 燃 料 適 応 性 の 高 さ を 生 か し て 幅 広 い 分 野 で 活 践 し て い る が ， 窒 素 酸 化 物 N 0 xや す す 等 の 有 害 物 質 の 排 出 が 多 い と い う 問 題 を 抱 え て お り ， 今 日 で は 環 境 破 壊 や 人 体 へ の 悪 影 響 が 深 刻 化 し て い る こ う し た 状 況 に 対 し て 有 害 排 気 物 質 の 低 減 努 力 が 進 め ら れ ， 現 在 ま で に N 0

x

と す す に 関 し て は 低 減 の 目 処 が 立 っ た と 考 え ら れ る . し かし， 特 に 人 休 へ の 影 響 が 懸 念 さ れ る 微 粒 子 中 の 可 溶 有 機 分 S 0 Fお よ び 全 炭 化 水 素 T H C と い っ た 排 出 未 燃 炭 化 水 素 に つ い て は ， そ れ ら の 生 成 過 程 す ら 十 分 に 解 明 さ れ て い な い . 本 研 究 で は こ の よ う な 状 況 を ふ ま え て S 0 F や T H C の 低 減 の た め の 指 針 を 得 る こ と を 目 的 と し て そ れ ら の 生 成 過 程 の 解 明 を 試 み た ま ず 第 2 章では， 計担JIシ ス テ ム を 確 立 し ， 排 気 の 計 担]1，

H

I:山未燃炭化 水 素 の 組 成 分 析 ， 燃 焼 解 析 の 方 法 を 検 討 し た

T H Cと

S0

r

の 組 成 分 析 を 試 み た 結 果 か ら T卜IC と S 0

r

の 成 分 範 囲 は 異 な り T H C はC1 . . ...，

C

2 1 程 度 の 成 分 で 構 成 さ れ る の に 対 し

S

0 Fは そ れ よ り も 高 沸 点 の

成分を多く含み CI~~C25 程度の成分て-梢成されることがわかった 第 3章では， 広 範 四 の 運 転 条 件 に わ た っ て 計 測 し た 排 気 特 性 を 基 に ， 有 害 排 気 物 質 の 排 出 傾 向 を 概 説 し ， 窒 素 円 安 化 物 の 低 減 の た め に は 初 期 の 燃 焼 : 容 を 低 下 さ せ て 最 高 圧 力 の 上 昇 を

1

[

/1えることが. す す の 低 減 に は 主 燃 焼 を 活 発 化 さ せ て 燃 焼 を 速 や か に 終 了 さ せ る こ と が 有 効 で あ る こ と を 示 し た TトIC と S 0 F に つ い て は ， 当 昂 : 比 や 燃 悦 特 性 値 に 対 す る

i

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F

/YI 傾 向 が 良 く 似 て い る に も ￨ 見

l

わらず， 広 範

1

m

の 迎 i転 条 件 に わ た っ て み る と 相 聞 が な い こ と か ら. 燃 焼 経 過 だ け で は そ れ ら の 排 出 最 を 予

i

J!lJで き な い こ と カ く わ か っ た

第 4章では， 壁 面 近 傍 の 局 所 的 な 状 態 を 変 化 さ せ る た め に ， 燃 焼 室 壁 面 を セ ラ ミ ッ ク ス で

i

E

熱して， 排 出 未 燃 炭 化 水 素 の 生 成 に 及 ぼ す 影 維 を 調 べ た . そ の 結 巣 . : i J i t 熱 場 所 に よ っ て 未 燃 炭 化 水 素 の 排 出 に 及 ぼ す 影 響 が 異 な り ， 条 件 に よ っ て は 述 熱 に よ り 排 出 未 燃 炭 化 水 素 が 増 加 す る こ と や， 燃 焼 室 の 壁 面 に 付 着 ， 伐 留 し た 燃 料 が ガ ス 温 度 や 壁 面 温 度 の 上 昇 に よ り 蒸 発 し て ， 排 出 未 燃 炭 化 水 素 を 増 加 さ せ る 可 能 性 が あ る こ と と . 1 H Cよ り も 高 沸 点 成 分 を 多 く 含 む S 0

r

の . 方 が そ の 影 響 を 強 く 受 け る こ と 等 が わ か っ た . さ ら に 始 動 直 後 と 十 分 時 間 が 経 過 し た 後 で T H C排 出 量 や 燃 焼 経 過 を 比 較 し た 結 果 か ら ， 始 動 直 後 等 の よ う に く ぼ み 内 で の 初 期 燃 焼 が 活 発 で ， 隙 間 へ の 未 燃 分 の 流 出 が 少 な い と 考 え ら れ る 条 件 ー で は ， T 日 C の 排 出 量 が 減 少 す る と い う 推 定 を 示 し た . こ れ を 受 け て 第

5

章では， ピ ス ト ン く ぼ み 内 の 流 動 を 強 め 未 燃 焼 成 分 の 隙 間 部 へ の 流 出 を 抑 制 す る 目 的 で ， リ エ ン ト ラ ン 卜 燃 焼 室 を 用 い て S

o

F や T11C の 排 出 傾 向 を 剥 べ た . そ の 結 果 ， リ エ ン ト ラ ン 卜 燃 焼 室 に よ り 隙 間 部 へ の 未 燃 分 流 出 が

i

J

I

J

制 さ れ ， 特 に 噴 射 H寺JtJ]を 遅 延 さ せ た 場 合 に 排 出 未 燃 炭 化 水 素 を 低 減 す る 効 果 が あ る こ と が わ か っ た また， 上 死 点 隙 間 の 影 響 を 調 べ た 結 果 ， 隙 聞 が 大 き く 上 死 点 後 に 隙 間 部 で の 流 動 が 急 速 に 弱 ま る 場 合 も ， 隙11日 が 小 さ く 強 い 逆 ス キ ッ シ ュ に よ り 未 燃 分 の 流 山 が 促 進 さ れ る 場 合 も 排 出 未 燃 炭 化 水 素 が 増 加 し . 隙 間 部 へ の 未 燃 分 の 流 出 量 だ け で な く ， 流 動 の 適 正 化 も 重 姿 で あ る こ と が わ か っ た . 本 研 究 に お い て は .

m

山 未 燃 炭 化 水 素 の 低 減 の た め に は く ぼ み 内 に お け る 燃 焼 の 活 発 化 . 版 IIU在 日 に お け る 混 合 気 量 と 流 動 の 適 正 化 ， お よ び 壁 面付着の ~fll :lJIJが 主 主 で あ る こ と を 笑 機 の デ ー タ を も っ て 示 し た . 本心

f

究 で 得 ら れ た 結 果 は ， デ ィ ー ゼ ル 機 関 か ら 排 山 さ れ る 有 害 排 気 物 質 を 低 減 す る た め の 一つ の 指 針 と な る も の と 考 え る .

f~ミ式 9 論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨

報 告 番 号 乙 工 第

₃₅

号

￨

氏

名

￨

岡 本 昌

章

工 修

主 査

= 輪 憲

審 査 委 員 ￨副 査

_{中 瀬 敬 之}

副 査

芳 村 敏 夫

学 位 論 文 題 目 高速ディ ーゼ、ノレ機関の排出微粒子および、全炭化 水素 の 生 成 機 構 と そ の 低 減 審 査 結 果 の 要 旨 本論文は，ディーゼ、ノレ機関から排出する窒素酸化物

N Ox

，未燃炭化水素‘ならびに微 粒子など有害物質の生成機構の解明とその低減のための指針を提案したものである.特 に，人体に対して変異j京性をもっと考えられる微粒子中の可溶有機成分

SOF

と全燃炭化 水素

THC

の低減について，燃焼室内での燃焼改善の立場から詳細な研究を行っている. 実験では‘まず、シリンダ内の実時間燃焼計初IJシステムの構築と希釈トンネノレ法による 微粧子補集法の検討ならひ

l

こ排出l炭化水素成分の分析法を昨立した 次に，燃焼室壁面近傍の局所的な燃焼状況が)

S

OF

と

THC

の生成に及ぼす影響につ いて‘セラミックコーティング壁面を用いて壁面の胤度条件を変更し，それら有害物質の 排山特性を調べた.その結果、シリンダヘッド壁面の遮熱は、

SOF

が増加する傾向にあ ることを明らかにした また.その低減のためには.ピストン上死点隙間部への未燃混合 気の流出を抑制して，燃焼室くぼみ内での燃焼を昨保することが重要であることを指摘し ている. これらの結梨をもとにして、燃焼室くぼみ内での燃焼のf，'(E保とガス流動の促進‘未燃混 合気の上死点lfi( 間部への流出の ~Jí

)

f¥lJIを図るため.リエントラント燃焼室を採用し，燃焼特 性と排気特性を解析し、 リエントラント燃焼室では、噴射11寺

J

O

I

の遅延により

SOF

ならび

にTHC 濃度の減少が県 þ~II 濃度を j曽}JIlする ことなしに達成でき， しかも

NOx

濃度の減少 にも有効で-あることを実験的にIYJかにした

以上木研究(士、~'，'~

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ディーゼ/レ機関の

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山微粒-(-，全炭化水素および

NOx

との同H寺低 減をu的として‘それらイィ日:物'[tIの生成機1・1¥¥'のf'I:(lyJとその低

i

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1

去について示l唆したもので あり.本論文は

1

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士(工学)の学位授与に値するものと'j:1日折

高速ディーゼル機関の排出微粒子および

全炭化水素の生成機構とその低減

199 5

年

3

月

刀

高速ディーゼル機関の排出微粒子および

全炭化水素の生成機構とその低減

1

995

年

3

月

日

次

第 l市 緒 論 ・ 1. 1 緒 パー 2 排 気 ガ ス 規 制 の 現 状 ・ 4 1. 3 N 0

x

お よ び P M低 減 の た め の 研 究 状 況 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 6 1.

1

排 出 . - k 燃 炭 化 水 ぷ に ￨ 刻 す る 研 究 状 況 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1 0

2. 2

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3

2. 6 1. 5 本研究の日 (I~J と構成・ 文 献 ・ 1 3 1 6 第 2章 排 気 の 計 測 と 燃 焼 解 析 ・ 2. 1 緒 言 ・ 実 験 機 関 と 計 調JI装 置 ・ 実 験 機 関 ・ 1投 入 ス ワ ー ル 比 お よ び l噴 射 時 期 の 設 定 ・ 計 測 系 の 概 要 ・ 微 粒 子 と 全 炭 化 水 素 の 計 測 ・ 微 粒 子 の 計 測 ・ 全炭化水素の計調Ij・ 排 出 未 燃 炭 化 水 素 の 成 分 分 析 ・

THC

の 分 析

-S 0 F

の 分 析 ・ 燃 焼 解 析 ・ デ ー タ の 取 込 み ・ 解 析 万 法 ・ 燃 焼 特 性 値 の 定 義 ・ 結き . 文 献 ・

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5

5

第 3章 有 害 排 気 物 質 の 排 出 傾 向 ・ 3. 1 緒 言 ・

5 3

5 3 3. 2 排 気 指 数 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 5 4 3. 3 当 量 比 に 対 す る 排 気 の 傾 向 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 5 5 3. 4 燃 焼 特 性 値 と 排 気 の 関 係 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 5 8 3. 5 排 気 成 分 の 相 関 ・ 3. 6 結 言 ・ 文 献 ・ ρ O ハU n O

6

7

7

第 4江 排出よ燃炭化水ぷに及ぼす壁面jJJK熱の影~lJ!I . 4. 1 4. 2

1

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4.5.2

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t1. 6 来者五 遮 熱 イ 上 線 お よ び 実 験 条 件 ・ 機 関 性 能 の 比 較 ・ 排 気 特 性 の 比 較 ・ 標 準 逆 転II_Jの排気特性・ 冷 却 水 低 温 時 の 排 気 特 性 ・ 噴 射 時 期 の 影 響 ・ 考 察 ・ 始 動 l任 後 の 遮 熱 影 榔 .

S

0

r

と

TH Cに 及 ぼ す 壁 面 影 響 の 違 い ・

排 出 炭 化 水 素 の 構 成 成 分 ・ iシ士 == • '1'11 11 文 献 ・・ 第

5

草 排 出 未 燃 炭 化 水 素 に 及 ぼ す リ エ ン ト ラ ン ト 燃 焼 室 の 影 響 ・

5

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緒 1i ・ 5. 2 5. 3 5.

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5.5.3

供 試 ピ ス ト ン お よ び 実 験 条 件 -機 関 性 能 の 比 1鮫 ・ 排 気 特 性 の 比 較 ・ 標 準 逆 転 時 の 排 気 特 性 ・ ス ワ ー ル の 影 響 ・ l噴 射 時 期 の 影 響 ・ 仁死 .I.l.i.隙間の影響 ・ リ エ ン ト ラ ン ト 燃 焼 宅 に よ る 排 気 の 改 善 ・ 排 気 煙 と ; ¥0の 排 出 傾 向 ・

T

1

1

C

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S 0 F

の tJF山イ頃向 ・ 噴 射 時 期 の 最 適 化 ・. 5. 6 結 亘 ・ 文 献 ・ 第 6章 結 論 ・ 謝 辞 ・

第

l章緒

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1)i c s c 1に よ っ て デ ィ ー ゼ ル 機 関 が 発 明 さ れ て か ら

1

0 ( ) 11:が 経 過 し た ノ ト 11， デ ィ ー ゼ ル 機 関 は そ の 打 亡 に 関 わ る 非 常 に 厳 し い 状 記 に お か れ て い る . 光 明 以 米 デ ィ ー ゼ ル 機 関 は ， 熱 効 :転 と 燃 料 適 応 性 の

1

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.

4

さ を 年 か して， 数 馬 )Jの 小 唱 がL川 機 関 か ら 数)J馬 力 の 人 ; 明 舶

m

機 関 ま で 幅 広 い 分 野 で 泊 四

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紅 で は そ の 熱 効 ギ は ; )

0

% を 越 え る レ ベ ル ま で ￨ 向 上 し て い る . し か し ながら， デ ィ ー ゼ ル 機 関 は 燃 焼 騒 託 が 大 き い ， す す や 宅 素 酸 化 物 等 の 有 言 排 気 物 質 の 排 出 が 多 い と い っ た 問 題 を 抱 え て い る . 近 年 我 が [ 司 で は ， m~

r

l

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部 を 中 心 と し た 大 丸 汚 染 が 深 刻 化 し て い る が ， 物 資 の 輸 送 が "j動

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心 に な り ， ま た iミ

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の ? ? 及 等 に よ り デ ィ ー ゼ ル 宅 の 登 録 台 数 が 年 々 地 }JIJ し つ つ あ る 現 在 で は ，

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に お け る 窒 素 酸 化 物 (N 0

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)の 約 50 %， 浮 遊 牧 + 状 物 質

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々で， ディーゼル引から排出されるイi 得物質を制限するが~ :!jjlが 年 々 強 化 さ れ て おり， こ れ ら の 規 制 に 対 応 し て ， 人 体 や 地 球 環 境 に 有 主 な 物 質 の 排 /1¥ぷ を 低 減 す る こ と が ， デ ィ ー ゼ ル 機 関 の イ 長 就 の た め の 緊 急 、 か っ 必 須 の 課 題 と な っ て い る . デ ィ ー ゼ ル 燃 焼 は I吸 気 行 程 で は シ リ ン ダ 内 に 空 気 の み を 導 入 し ， 1上 縮.

h

f

Jl で I匂漏， 高 圧 に な っ た 空 気 中 に 燃 料 を 噴 射 し て i ' l 石 火 さ せ る も の で あ る . 燃 焼 経 過 は 大 き く 分 け て 2つ の 形 態 か ら な り ， 第 a は 燃 焼 宅 内 に 噴 射 さ れ た 燃 料 が 着 火 す る ま で の 問 ， す な わ ち 着 火 遅 れ 期 間 中 に 空 幻 と 混 合 し ， 形 成 さ れ た 予 悦 介 誌 が 燃 焼 す る 予 混 合 燃 焼 ， 第 二は 若 火 後 に l噴 射 さ れ た 燃 料 が 空 ぷ と 混 合 し な が ら 燃 焼 す る 拡 散 燃 焼 で あ る . デ ィ ー ゼ ル 燃 焼 は 子 混 合 燃 焼 か ら 始 ま り ， そ の 後 の 拡 散 燃 焼 で 多 く の 熱 量 を 発 生 す る た め ， 1

日

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者 を 初 期 燃 焼 ， 後.fi-を

1

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燃 焼 と も い う . 燃 料 と 空 公 の 予 混 合 気 を ) _ f 縮 し て 火 花 で 強 制 点 火 さ せ る ガ ソ リ ン 機 関 の 場 合 は ， 圧 縮 比 が 高 い と 点 火 前 に 燃 料 が 同 着 火 し て 異 常 燃 焼 す る ノ ッ キ ン グ が 発 生 し て し ま う が ， デ ィ ー ゼ ル 機 関 で は 圧 縮 比 を I'，]Jく 設 定 で き る た め ， 高 い 熱 効 率 と 燃料 適 応 性 が 実現 す る . 村 111C 1 j に よ れ ば デ ィ ー ゼ ル 機 関 に 適 用 で き

Oxygenate

C H 30 H

Additive，Catalyzer Blend

C2H&OH 一一一一一-Hiomass (CmHnO 2) P

H2 m=O LNG LPG n=2 C1H1& Gasoline Engine CmHn x Hybrid Engine

C

1 6 H H Diesel Engine C 0 ;v1

CDF

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w

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Emulsion C W M Hydrous Alcohol 1:;(1 1 1 デ ィ ー ゼ ル 機 関 に 通

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11J能 な 燃 料 る 燃 料 は 凶 1 1に ぷ す

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り で あ る . 凶 か ら わ か る よ う に ， デ ィ ー ゼ ル 機 関 は 軽

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J

， は も ち ろ ん ア ル コ ー ル ， 天 然 ガ ス 司 * エ マ ル ジ ョ ン 等 傑 々 な 燃 料 を 適 用 司 能 で ， 化 イ1・ 燃 料 の 枯 渇 が 111↓ ば れ 燃 料 の 低 質 化 が 進 む 現 在 で は ， こ の 点 は 大 き な メ リ ッ ト で あ る そ の 以 l市， デ ィ ー ゼ ル 燃 焼 の 主 燃 焼 形 態 で あ る 拡 散 燃 焼 期 に お い て は ， 燃 料 と 空 気 の 出 合 に ら え ら れ る 時 間 が 短 く ， 不 完 全 燃 焼 に よ り 排 気 煙 や よ 燃 焼 成 分 を

1

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し や す い と い う 111]題がある. また， 子 浪 介 燃 焼 で の 熱 発 生 litが 多 い と 生 成 さ れ る 室 長 般 化 物 は ， ガ ソ リ ン 機 関 の 場 合 は 常 に 則 論 空 燃 比 付 近で~五転されるため 三 JC 触媒により除去できるが， デ ィ ー ゼ ル 機 関 は 負 荷 に よ り 空 燃 比 が 変 化 す る た め ， 今 の 所 触 媒 に よ る 除 去 が 困 難 で あ る . こ の よ う に デ ィ ー ゼ ル 機 関 の 燃 焼 形 態 は ， 熱 効 率

L

の メ リ ッ ト と 有 害 排 気 物 質 と い う デ メ リ ッ 卜 を 合 わ せ 持 っ て い る . デ ィ ー ゼ ル 排 え 中 の 有 害 物 質 と し て は ， 上 記 の

1

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I

:

公 開 5， 宅 ぷ 酸化 物i¥0

x

の 他 に ， 微 粒 子 状 物 質 PY1，ガス状の求燃炭化水 A~ 11 C が あ る 排 対 側 S は い わ ゆ る す す (凶 j杉 次 点 ) で あ る . す す は 燃 焼 室 内 で 過 濃 混 合 気 がl苛 温 に さ ら さ れ強い熱分解を受けて生成され ~~ ) そ の 後 の 燃 焼 過 程 で 酸 化 さ れ て 減 少 す る が くれ . シ リ ン ダ 内 の 空 気 流 動 低 ド 等 に よ り 敵 ぷ と の 混 合 が 不 卜 分 な 場 合 に は そ の ま ま 排

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1

¥

さ れ て 排 気 煙 と し て 計 測 さ れ る . 主 ぷ 般 化 物

N 0 x

は， 埋 論 空燃 2 比よりもややお，.it~ な Ü~ 合気の燃焼によって生成されたもので 、 1; 酸化~ ;}~

:¥0 ，円変化宅ぷ ~O~ ， iIE般化空ぷ :\~O の総体である. 高 温 の 排 試 ガ ス 中 で は

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に:¥0がイ子イ正するが;¥ ()は大公'1' で 酸 化 さ れ て ;¥0 ~となる:\ 0 2は 人 体 の l呼 吸

2

3

系 統 の 扶 忠 の 以 ￨ 凋 と な り ， また光化 ，，;!~ 反応によってオゾン， ア ル デ ヒ ド 咋 の オ キ シ ダ ン 卜 を 生 成 し て 光 化 ' ア : ス モ ッ グ を 作 ず る ;::" ま た :¥20は 大 丸 '1 'で軌めて「ム-)..とであり ， J点

，

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1

1剖 に ま で 達 し て オ ゾ ン ! 凶 を 破 壊 す る 1 i こ の よ うに:¥0 x は人体やほ境に及ぼす;~;~ ;;[~特が大きく， 従 来 か ら 1'1_ili)J1ド 叫 え ガ ス の 刷

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心 に 徐 々 に 強 化 さ れ て き た . -ん'近年では ，

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p刈 が 人 休 や 環 境 に 及 ぼ す

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粋 が 指 摘 さ れ ，

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4

年 の 排 礼 ガ ス 規 制 か ら は ， 従

*

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上 煙 の 胤 HilJ対 象 で あ っ た 排 主 主 煙 に 加 え て微粒子の脱;1i1Jが.i!l)JIIさ れ た し . こ れ に よ り ， す す だ け で な く 後 述 の 微 粒 子 状 の よ 燃 炭 化 水 ぷ (S 0ド) も排礼ガス組;!JJIの 対 象 と な っ た

1

故 村

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は デ ィ ー ゼル機関の羽 1: 礼ガス '1

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で ~，~矧あるいは!?白州として制察される J;X:分で， 米11;1以 境保没)，

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八)で 規 定 さ れ た 希 釈 ト ン ネ ル を 川 い て 計 測 さ れ る [， 微 粒

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-

1_1'に 合 ま れ る 成 分 に は ， 燃 料 が 酸 ぷ 不 足 の 状 態 で 強 く 熱 分 解 さ れ て 牛 ー 成 さ れ た ， I~ J~ の炭ぷ成分を中心とした Dry s o o t， 燃 料 あ る い は 潤 滑 油 が 希 法 化 や 培 i市 冷 却 等 に よ り 未 燃 の ま ま 排 山 さ れ た :7 ) : 1 1 )も の で ， イ

J

機 熔 媒 に 栴 け る lザ 溶 有 機 分 S 0 ド CSoJublc Organic Fraclion) ， お よ び 燃 料 ' 11_{の 的 貨 分} が 酸 化 さ れ て -~i-I) が水分と結合した 、 1 ~ 抗酸ミスト Sul f a l cが あ る

D

r y S 0 0 lは 大 討 中 の エ ア ロ ゾ ル 濃 度 を

L

糾させ， 人 体 に 吸 収 さ れ る と 慢 性 JJdi疾 忠 の 原 凶 と な る こ と が 知 ら れ て お り ， その排出品は排会~ 11iYと判11共lが あ る と さ れ て い る 【I3) C I 'l ~ 5 0ド は 発 ガ ン 性 や 変 見 原 性 を 持 つ ベ ン ツ a ピ レ ン 等 の 多 環 万 香 族 炭 化 水 素 を 微 量 な が ら 含 む こ と が 報 作 さ れ て お り く15) - (1 7 i jJ]_i

f

-

特 に 問 題 視 さ れ て い る S u l [ a t cは姐い腐食性を:t.'fち:'¥0

x

低 減 対 策 の 一つ で あ る 日 C lミ を 行 っ て 排 託 ガ ス の 一部 を 燃 焼 宅 ￨付 に 導 入 し た 場 介 ? ピ ス ト ン リ ン グ や シ リ ン ダ ラ イ ナ の 摩 粍 を 加 速 す る 1X; ま た ガ - ス 状 の よ 燃 炭 化 水 点 目

C

は， ，

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JJlJ方 法 が 呉 な る も の の 生 成 似 や 生 成 機 械 は

S 0

ド と 共 通 す る 部 分 が 多 く ， 阻 接 人 体 に 及 ぼ す 影 特 は 少 な い も の の : - J0

x

と 反 応 し て 光 化 学 ス モ ッ グ の 原 閃 と な る (5 i こ の よ う な デ ィ ー ゼ ル 機 関 の 有 主 排 気 物 質 を 低 減 す る 際 の 難 し さ は ， こ れ ら

3

の 有 存 排 気 物 質 の

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刈 が 独 立 で な く ，

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友会í~ に絡み介っていることにある

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J えば~

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x を低減させるために噴射 11寺 WJ を遅らせるとすすが 11;~

JJIIし て し ま う れし と い っ た ト レ ー ド オ フ 関 係 が 発 生 し ， そ れ ら を bi]II寺 に 低 減 で き る 対 策 が 必 要 に な る . ま た ， 夫 際 の 機 関 の 使 用 条 件 を 与 え る と ，

1

叶 転 数 や

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い 純

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に わ た っ て す べ て の 有 害 排 気 物 質 の 排 出 を 抑 制 し な け れ ば な ら な い . こ う し た ￨ 問 題 を 解 決 す る た め に ， そ れ ぞ れ の イi吉 排 気 物 質 の 'I_:} . 点 機 構 と 低 減 対 策 に つ い て 数 多 く の 研 究 が な さ れ ， 代

o

x とすすについてはかなりの成民が 1~}. られてい る と 考 え ら れ る . し か し な が ら ， 微杭(-

1

1

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の 吋 熔 有 機 分

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( ) ド と ガ ス 状 よ 燃 以 化 水 ぷ I lC に つ い て は ， 強 い 相 関 を ぷ す と い う 報 告 、1 a) 、I'1 ~ (2 0 が 見 ら れ る -)Jで， 過 渡 運 転 時 の 排 出 傾 向 が 異 な る (_~ 1 )と い う 例 も 見 ら れ ， そ れ ら の 作 成 機 構 は 十 分 に 解 明 さ れ て い る と は い え な い 地 球 環 境 や 人 体 へ 悪 影 響 を 及 ぼ さ ず 今 後 _) 再 強 化 さ れ る 排 気 ガ ス 規 制 に 対 応 し 得 る デ ィ ー ゼ ル 機 関 を 存 江 さ せ る た め に は

s

()ドと

1

[ じ の 生 成 機 構 に 関 す る 矢

1

1

見 を さ ら に 深 め ， そ れ ら の 低 減 点 策 を は い だ す こ と が 必 要 で あ る .

1

.

2

排 気 ガ ス 規 制

j

の 現 状

J

え が 国 に お け る デ ィ ー ゼ ル l巨 の 排 気 ガ ス 規 制 は

1

9

7

2

年 の 黒 煙 規 制 に 始 っ た ，

7

4

年 に は C 0， トIC，0J O xが 規 制 対 象 と な り ， そ の 後

'90

年 に か け て 1 ¥ ()x を

r

l

]

心 と し て 段 階 的 に 規 制 が 強 化 さ れ て き た い . ま た 規 制 当 初

J

の 排 気 ガ ス 測 定 モ ー ド 、 は デ ィ ー ゼ ル 6 モ ー ド で あ っ た が ， 都 市 内 走 行 の 実 状 に 合 わ せ る た め

'

8

6

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-

'

8

8

年 に か け て 乗 用 車 や 軽 量 ト ラ ッ ク に ガ ソ リ ン 車 と 同 じ 10モ ー ド が 適 用 さ れ た . こ れ ら の 規 制 の 結 果 ， デ ィ ー ゼ ル 卓 か ら 排 出 さ れ る N 0

x

は 規 制 的 に 対 し て

50---80%

の 低 減 を 実 現 し た に も 関 わ ら ず ， 車 両 台 数 の 増 加 や 交 通 事 情 の 悪 化 に よ り 環 境 の 改 善 は 進 ん で い な い の が 現 状 で あ る . こ う し た 状 況 に 対 し て ， ~l 公審 ( 中央公害対策審議会〉は '90---'94 年にかけ て 自 動 卓 排 気 ガ ス 短 期 規 制 を 実 施 レ そ の 数 年 後 に は さ ら に 厳 し い 長 期 ] 規 制 を 行 う こ と を 決 定 し て い る . 短JtJ]

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1

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長 期 規 制 の 主 な 内 容 を 表

1

1

にノ示す (2 ~ ) 短期

1

規 制 で は : ¥

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の 排 出 規 制 が 従 来 規 制 値 に 対 し て 約

30%

強 化 さ れ た . また， 従 来 規 制 対 象 と な っ て い な か っ た 微 粒 子 状 物 質 PMの 規 制 が 迫 加 さ れ ， 有 害 排 気 物 質 の 低 減 対 策 は I ' ¥0 xと P Mの ト レ ー ド オ フ 解 消 が 最 大 の 課 題 と な っ た ぷ II

1

1

本 に お け る デ ィ ー ゼ ル 卓 の 排 気 ガ ス 規 制 状 侃 測定モード 短 期 規 制 長期規制 車種区分 変更時期 排 気 成 分 従来規制 規制値 時 期 規制値 時 期 乗 小型車 10tード→新 10トド NOx 0.7g!km O. 5 g!km . 90 0.4 g!k

・

. 97頃 用 IW壬1.25 t . 91.11- PM 0.2 g!km . 94 _0.08g!k

・

車 中型車 10トト→新 10t-ト NOx O. 9g!km 0.6g!km . 92 O. 4 g!k闇 未定 1.25t<IW . 91.11- PM 0.2 g!km 94 0.08g!km ト 軽量車 10トト→新 10t-ト NOx O. 9g!km 0.6 g!km . 93 O. 4 g!k咽 . 97頃 フ GVW~ 1.7t 91.11- PM O. 2 g!km 0.08g/kll ノ 中量車 61:-ト→新101:-ト ~Ox III 380ppm 1.3 g/km . 93 0.7 g/km MT車・97頃 ク 1.7t<GVW . 93. 9- 11>1 260 ppm AT車 未 定 < 2.5 t PM O. 25g!km O.09g/k聞 ，く _{重量車 6t-ト→131:-ト NOx DI 400ppm 6.0g!kW'h} . 94 _{4. 5g!kW. h 3. 5 t以下} ス 2.5t~GVW 94.10- 11) 1 260ppm 5.0g!kW'h . 97頃 I 'M 0.7g!kW.h O.25g!kW.h 3. 5 t超 未 定 全車種 3t-ト Smokc 50% 40% 25¥ 排 ぷ ガ ス 測 定 モ ー ド も ， 高 速 道 路 網 の 整 備 や 渋 滞 の 悪 化 等 の 都 市 交 通 事 情 を よ り 反 映 さ せ る た め ， 乗 用 車 や 中 ・ 軽 電 ト ラ ッ ク に は 新 10モードが， 重 量 ト ラ ッ ク に は 13モ ー ド が 適 用 さ れ た . こ れ に よ り ， 中負荷， 中 回 転 域 や 過 渡j単 転 1 1寺 等 の 排 気 特 性 が よ り 一層 重 要 に な っ た . 数 年 後 に 実 施 さ れ る 長 期 腕 制 は さ ら に厳しく， :¥0

x

は 短 期 規 制 に 対 し て 車 種 に よ り

10""45%

の 低 減 が ， P Mは 約

6

0

% の 低 減 が 要 求 さ れ て い る . !日述のように， こ う し た 排 気 ガ ス 規 制 に 対 応 す る 場 合 の 難 し さ は ， N 0 xと

P M

の ト レ ー ド オ フ 関 係 に あ る .

'89

年 排 気 ガ ス 規 制 適 合 の 重 量 ト ラ ッ ク を 例 に取って， 量産エンジンにおける~

0

x

とP Mの ト レ ー ド オ フ 関 係 と 短 期 お よ び 長 期 規 制 値 を 示 し た の が 図

1

-

2

で あ る く2 2 ) 図 か ら わ か る よ う に ， 量 産 エ ン ジ ン の 排 気 の 傾 向 は N0

x

を 低 減 さ せ る と P Mが 増 加 す る と い う ト レ ー ド オ フ 関 係 を 示 し て お り ， 最 適 の 組 合 わ せ の 場 合 に 短 期 規 制 を ぎ り ぎ り 満 た し て い る レ ベ ル で あ る . この凶は，

'89

年 規 制 対 応i時 点 で 盛 込 ま れ て い る 技 術 だ け で は 短 期 規 制 や 長 期 規 制 を ク リ ア す る の は 困 難 で あ る こ と を 示 し て お り ， こ れ ら の 規 制 に 対 応 す る た め に は N 0

x

と P Mの ト レ ー ド オ フ を 解 消 し て ， 排 出 量 の 帯 を 左 下 に 移 動 さ せ る よ う な 新 技 術 の 導 入 が 不 可 欠 で あ る と 考 え ら れ る

本 節 で ぶ し た の は

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に お け る

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tF 叫礼ガス刷 ~HIJ の'長状であるが， 欧 米 諸 IIil でもほぼ ItiJ 守の内科の脱 ~hlJ 強化が進んでおり， デ ィ ー ゼ ル

1

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礼 ガ ス の 浄 化 への取組みが|片品~

1

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で 行 わ れ て い る .

NOx

の低減

初 期 燃 焼 率 低 下 一 「 ス

ワ

ール低下

ト 噴 射 時 期 遅 延 」 パイ ロ ッ ト 噴 射

燃焼温度低下

一 「 タ

ー

ボインタークーラ化

L.-

EGR

後処理

一 一 触 媒

混 合 気 形 成 促 進 一 「 多 弁 化

ト 高 圧 噴 射

ト 水 エ マ ル ジ ョ ン 燃 料

ト リ エ ン ト ラ ン ト 燃 焼 室

」 高 撹 乱 燃 焼

生 成 源 対 策

一 「 潤 滑 油 消 費 量 低 減

」 低 硫 黄 燃 料

後処理

一 「 パ テ ィ キ ュ レ ー ト ト ラ ッ プ

」 触 媒

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の 主 な 低 減 方 策 を 図

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に 依 存 す る と 考 え ら れ る け'こ と か ら : ¥0

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低 減 の た め に は 予 混 合 気 の 形 成 を 抑 制 す る こ と が 必 要 で あ る

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見 合 気 量 を 減 少 さ せ る lつ の 方 法 と し て， 噴 霧 中 へ の 酸 素 導 入 を 促 進 し 混 合 気 の 形 成 を 加 速 す る 効 果 の あ る (~ G )ス ワ ー ル を 弱 く す る 方 法 が あ る ま た ， 着 火 遅 れ 期 間 そ の も の を 短 く す る た め に 噴 射 時 期 を 遅 延 さ せ る 方 法 も 考 え ら れ る . しかし， こ れ ら の 方 法 で は l噴 射 さ れ た 燃 料 の 多 く が 燃 焼 後 期 ま で 残 留 し ， 流 動 の 低 下 に よ り 混 合 が 不 卜 分 に な っ て す す が排 出 さ れ 易 く な る 初 期 燃 焼 7容 を 低 下 さ せ る 手 段 と し て ， パ イ ロ ッ ト l噴 射 に ￨ 却 す る 研 究 が 盛 ん に 行 わ れ て い る 口7) -，3 0 ) パ イ ロ ッ ト 噴 射 を 行 う と 高 温 領 域 の 発 注 が 巡 れ : " J

o

x

が 減 少 す る (2 7 )と さ れ て い る が ， そ の 効 果 が 現 れ る の は 噴射H主 期 遅 延 時 の み で I噴 射 時 期 が 早 い 場 合 は 着 火 促 進 効 果 に よ り 主 燃 焼 を 加 速 す る と い う 報 告 ( 2 G )も 見 ら れ る . また， パ イ ロ ッ ト 噴 射 の 間 隔 や l噴射量， 噴 射 圧 力 て 与 を 精 密 に 制 御 す る 必 要 が あ り (2 G) (3 0 :課 題 は 多 く 残 さ れ て い る 一 方 ， 燃 焼 温 度 を 低 下 さ せ る 手 段 と し て ， ガ ソ リ ン 機 関 で は 排 気 ガ‘ス 再 循 環

(

E G R

) が 実片j化 さ れ て い る. こ れ は ， 排 気 力 ‘ ス の 一部 を 吸 気 に );，fすことで， 吸 入 空 気 中 の 酸 素 濃 度 を 下 げ て 燃 焼 温 度 を低 下 さ せ る 方 法 で あ り ， デ ィ ー ゼ ル

6

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8

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と Py 1 の ト レ ー ド オ フ

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よび

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の 低 減 の た め の 研 究 状 況

liiJ節jに ぶ し た よ う な 排 気 ガ ス 則 市JIの 強 化 に 対 し てT 有 害 排 気 物 質 を 低 減 す る た め の 研 究 が 盛 ん に 行 わ れ て お り . :¥

0

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y 1 の 低 減 方 策 が 栂 々 提 案 さ れ て

x

は 燃 焼 の 比 較 的 初 期 に ， や や 希 薄 な 混 合 え が 1当 制 に さ ら さ れ て 生 成 さ れ (4 ) て2.3 ) 膨 張 行 程 で 分 解 さ れ る こ と な く 排 出 さ れ る 、2 01人 そ の た め N ()

x

の 低 減 方 策 は ， 燃 焼 初 期jの 急 激 な 熱 発 作 を 抑 え 燃 焼 温 度 を 低 下 さ せ る こ と を 狙 っ た も の が 多 い. デ ィ ー ゼ ル 燃 焼 に お い て 初 期 の 熱 発11.:ーは， 府 火 j握れ)別間'11に 形 成 さ れ た 予 混

6

7

機 関 に お い て も ) ; ()

x

の 低 減 に 匁'J* が あ る こ と が ぷ さ れ て い る が l1:.. ~ ，1 :!) 恨 み

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の 低 ド に よ り 緋 公 開 が

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や 燃 焼 変 動 が NI)JIす るI 1 2 ，と い っ た 問 題 を 作 っ て い る . また‘

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v1t椴ミ ス ト に よ り シ リ ン ダ ラ イ ナ や ピ ス ト ン リ ン グ の 摩 粍 を

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速 す る 1>1恐 れ が あ り ， I~ C;R による:¥ 0

x

の 低 減 に は 限 度 が あ る の が 現 状 で あ る 後処.fITIとしては， i!~ 系複合椴化物触媒を川いて:\ 0

x

を 除 去 す る ! i

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1:1 や，

ífJ1~媒を川いないでメチルアミン添加l により:\

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x を~

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2に 分 解 す る 研 究 14，

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が 行 わ れ て い る が ， 広 範

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転 条 件 で 他 川 さ れ る 実 機 関 へ の

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JI.Iには ま だ ま だ 諌 泊 が 伐 さ れ て い る と 思 わ れ る . 微*伝子 P ylのt!

1

で も す す は

1

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く か ら 規 制 の 対 象 と な っ て お り ー そ の 作 成 過 引 に つ い て 多 く の 研 究 が 行 わ れ て き た . す す は 火 炎 内 の 吋 ; 止 比 が 1 .5--3.0と 山 く . かつ火炎温度も 2000Kr~ 度と r''::j い拡散燃焼却j に作成される 、:!s;~ その生成機械 は， 燃 料 が 椴 ぷ イ ベ

h

l

の 状 態 で 火 炎 か ら I白 熱 を 受 け て 強 く 熱 分 解 さ れ ， 低

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弗 点 炭 化;_k;}~を生じた後に紡 If-( 介反応により核を '1二 成し， 生 成 さ れ た 核 がjtE紛， 炭 化 を 経 て す す 粒 子 に 成 長 す る l:5 Jも の で あ る

1

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JIX ; さ れ た す す 杭 { - は そ の 後 酸 ぷ と 以 応 す れ ば 減 少 す る こ と か ら ， すすの生成作Il

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と 酸 化 促 進 の た め に 燃 料 と 空 え の 出 合 を 促 進 す る 峨 々 な ん 法 が 低 減 対 策 と し て 研 究 さ れ て い る . .fJ~ イr 最も1'f )jな す す の 低 減 )i策 と し て ， 燃 料 l噴 射 の l自

s

} 正 化 が 盛 ん に 研 究 さ れ て い る 、"G J ~ '1 I ; これは， 従 米 の ジ ャ ー ク 式 燃 料 l噴 射 ポ ン プ に よ る 噴 射 任)j が

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で あ る の に 対 し て .

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の 1垣 正 で 燃 料 を 噴 射 す る こ と に よ り微料化を似.iftする )J

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t.である. 日 正 l噴 射 を 行 う と l噴 霧 の 微 粒 化 に よ る 憤 議 内 部 へ の 空 気 導 入 促 進 :.3 7 ，や， よ世出衝突 (4 0 J の ~~J *でlJ

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燃 混 合 気 が 述 や か に 形 成 さ れ ， す す の 生 成 が 少 な く 生 成 さ れ た す す の 酸 化 も 11J.

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正 を 発 生 さ せ る l噴 射 系 と し て は 蔀 正 式 の も の が 多 い が [ 五 X i .

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山j五 制 御 ノi式 の もの川d や縮小柄:を JtJ いて:J:t;~ )正するもの (.3 )¥，等 も 報 告 さ れ て い る . し か し 1河 川 l噴 射 に は 高 尚 火 炎 領 域 の 広 が り に よ り 0 J0 xが 地 加 す る ， 日 賞 寂 の 貫 徹 力 が171 し て 壁 画 付 右 に よ り S0 Fが 榊 )JIIす る と い っ た 問 題 点 が あ り ， 噴射系， ス ワ ー ル ， 燃 焼 室 形 状 を 合 め た 適 合 が 必 要 で あ る と 忠 わ れ る . 燃料とノドを乳化宏之斉1] により il~

0

し て 燃 焼 宅 内 に 1噴 射 す る ; _ k エ マ ル ジ ョ ン 燃 料 ~4 :!) : 4 (J ; も. ; j ( 分 が 加 熱 さ れ て 気 化 す る 際 に 燃 料 の 微 粒 化 を 促 進 す る 効 県

8

が あ る と い わ れ て お り 4川， す す の 低 減 に 有 効 と 思 わ れ る が ， 実

m

化 の た め に は 打 点 ギ の ; n]l御 や ; j ( と 燃 料 の 分 離 守 の 問 題 が 解 決 さ れ な け れ ば な ら な い . 燃 焼 ' - ' f 内 の 流 動 強 化 に よ り 山 介 を 促 進 す る )i

W

と し て リ エ ン ト ラ ン ト 燃 焼 宅 が 挙 げ ら れ る . リ エ ン ト ラ ン ト 燃 焼 引 は 強 い ス ワ ール や ス キ ッシ ュ に よ り

.4J

に

1

1

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射 11主

J

U

J

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i

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g

IL'lの す す の 低 減 に 幼 出 が あ る と さ れ て い る ..J.5I また， 強 い 流 動 が 燃 焼 後

J

U

Jま で 維 持 さ れ る

'1~ ，ことや， ス キ ッシ ュ リ ップ に よ る 泌 合 促 進 効 民 が あ る リ7 こ と に よ り ， ノ

1

:

hli:されたすすの酸化も促進すると~・ えられる. 燃 焼 後 期 の 流 動 が

ω

まる1I主

J

U

J

に ， 燃 焼 宅 内 に 強 い 流 動 を 光

'

1

-

-

さ せ て よ 燃 分 の 円安化を1lf.iitするん

r

ょとして，'，"J

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，'"i

L

:

燃 焼 が 倹 11ナ さ れ て い る C1 し. . こ れ は . シ リ ン

ダ ヘ ッ ド に ， 没 け た

f

lJJlJ}J 燃焼宅 ( CombLJ~ti()日 Chambcr for Dislurbanじc)か ら . 燃 仇 後 jgJに 燃 焼 ガ ス を l抗11¥さ せ て 強 い 占 し れ を 発 生 さ せ る も の で ， す す と : ¥0

x

の￨バJIJ).=低 減 が

I

I

I

能 で あ る と 報(liさ れ て い る . P Ylに IJjめ る す す の 割 合 は 人 ; き い が ， 条

n

に よ っ て は S0 Fや Su 1 f a l c も 1U~ 悦できない S 0 F は よ 燃 燃 料 と

l

i

到滑川lが 起 源 に な っ て お り ， そ れ ら の 得 IJ~ }交はエンジンや~転条件により央なるが， 低 1~ 仰では S 0 F の ほ と ん ど か オ イ ル ミ ス ト で あ る と い う 叩 ;17〈7; や 判

;

1

1

'

h

lJの劣化により S0 F '-IJのiI自治 tHI'81J 介が.J:I;~I ))11す る と い う 報 告 ‘け も あ り Iコ v 1 低 減 の た め に は

l

i

自治 1111ii'j

f

l

:I(を 減 少 させることも必'l2:であろう. ま た S u l l a t cの 排 出

i

t

は燃料t!'の船員・分 に 依 存 す る 、7 、lに こ と が わ か っ て お り ， 低 硫 黄 燃 料 の 使 ) 目 も

P M

低 減 に は

H

交UJと 忠 わ れ る . また， 後処坦!で P:¥1を 低 減 さ せ る 研 究 も 行 わ れ て い る . 第 A は / ぞ テ ィ キ ュ レ ー ト ト ラ ッ プ に よ り

1

J

I

・託ガスt!'の jlvl を取除くん- 1l~ 50， :5.1: で あ る が

P¥

1

1

低 減 に 効 果 は あ る も の の

P

.¥t1をおIi~したトラ ッ プの再生やトラップ 1'1 休の|耐 久 性 に ￨ 問 題 が 伐 さ れ て い る . また， ト ラ ッ プ の 制 度 版 歴 に よ る

S (

)

F'の JJ5l，fL

f

に よ り

PM

が 増 加 す る 場 合 も あ る こ と が 報 告 さ れ て い る :5 1.) 触 媒 に よ り

P M

tjj の S 0

r

を 酸 化 す る んe法 も 研 究 さ れ て い る が 54 ;ーけ7) ' 成 分 に よ っ て 触 煤 の 効 果 が 異 な る C5 4 ) ほ か . S 0 ~の酸化により Sul f a t e を 生 成 し ， か え っ て

P M

が 増 加 し て し ま う (5 5 iけ川 と い う 問 題 を 他 え て い る . こ の よ う な ， 実 際 に 排 気 成 分 を

.

i

!

'

iJjlJし て 低 減 )f策 を 検 討 す る 研 究 の 他 に ， ァ イ ー ゼ ル 燃 焼 に 彩 縛 す る 諸 IXI子 の 状 態 を 診 断 ， 予測JIす る た め の . 1-1iJIIJ技 術 や 数 lf[f

E

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・

圃

圃

圃

圃

圃

圃

圃

圃.

1

計 算 法 の 闘 発 も 峰 ん に 行 わ れ て い る. 混 合 討 の 形 成 に 大 き な 彩 科 を 及 ぼ す l投入，

)

E

納 行 位 に お け る シ リ ン ダ 内 の 乱 れ 強 さ は し 1 ) ¥'に よ り 計 測 さ れ て い る 日 11) ( fi0 ; 1噴溺構造を角~~ 1リjす る た め に ， フ ラ ン ホ ー ヘ ル In]折 法 、ιl や ス キ ャ ッ タ リ ン グ 法 (，f2 ) に よ る l噴説、ド均枇?を測定や， エ キ サ イ プ レ ッ ク ス 蛍 光 法 、 ぃ ((i5 ) や シ リ コ ン 粒 子 を ト レ ー サ と し た レ ー ザ ー シ ー ト 法 れ6・に よ る 気 相 ，

f

l

主柱lの 解 析 が 行 わ れ て い る 最 近 で は ， コンビュータトモグラフィ法により l噴溺内 :\'I~ の 燃料濃度分布が汁1H1jされ， 壁[fJ

i

衝 突 噴 霧 の 挙 動 解 析 に 適 用 さ れ て い る 、f，7 ) ( 1;a ; また， 一色 法 に よ る 火 炎 温 度 計 測 に よ り す す の 生 成 に 及 ぼ す 火 炎 温 度 の 影 響 が 明 ら か に さ れ て い る (7 0; (7 1 i 数 値 計 算 の 分 野 で は ， シ リ ン ダ 内 の 流 動 や 壁 面 熱 伝 達 を 予 測 し た 研 究 (7 2 ; て74 )や， さ ら に 噴 霧 モ デ ル や 燃 焼 モ デ ル を 組 合 わ せ て デ ィ ー ゼ ル 燃 焼 過 程 を シ ミ ュ レ ー ト し た 研 究 :.7 5; (7 G )等 が は ら れ る . こ れ ら の 汁 測 技 術 や シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り ， ぷ

ox

や す す の 生 成 j曲 目 に 関 す る 多 く の 情 報 が 得 ら れ て い る しかし， こ れ ら の 多 く は や

J

ら か の 仮 忘 を 設 け て モ デ ル 化 し た も の で ， 実 機 に お け る 複 雑 な 現 象 を 完 全 に 説 明 す る に は 到 っ て い な い . 本 節 で 概 説 し た よ う に 、 ¥:0

x

と P¥ 1 1 の 低 減 の た め に 様 々 な 研 究 が 行 わ れ て きたが， 11百￨々 の ん-策 は そ れ ぞ れ 問 題 点 を 抱 え て お り ， 単 独 で お

o

x

と P~1 の|司 II.f低 減 を 実 現 で き る 決 定 的 な も の は 見 あ た ら な い . しかし， こ れ ら の 方 策 を 組 合 わ せ て ， デ メ リ ッ ト を 補 い メ リ ッ ト を 引 出 す 適 合 を 進 め る こ と で ， 今 後 さ ら に 強 化 さ れ る 排 気 ガ ス 規 制 に あ る 程 度 ま で は 対 応 し て い く こ と が で き る も の と 忠 わ れ る .

1

.

4

排 出 未 燃 炭 化 水 素 に 関 す る 研 究 状 況

1. 2節 で 示 し た よ う に ， 排 気 ガ ス 規 制 の 測 定 モ ー ド は 中 負 術 ， 中 回 転 域 や 過 渡J運 転 時 の 排 気 特 性 に 壬 点 が

i

n

か れ て お り ， P Mの う ち で も S 0 Fの 低 減 が 長 安 と な っ て い る . そ こ で 本 節 で は ， 排 出 未 燃 炭化水 素 すな わ ち

S 0 F

とこ れ に 関 係 の 深 い ガ ス 状 本 燃 炭 化 水 ぷ 11 Cに つ い て の 研 究 状 況 を概観 す る 排 出 木 燃 炭 化 水 ぷ の 生 成 源 は ， 燃 焼 室 内 に l噴 射 さ れ た 燃 料 お よ び シ リン ダ ラ イ ナ あ る い は バ ル ブ ス テ ム か ら 燃 焼 室 内 に 侵 入 し た 潤 滑 油 (7 7 )で あ る と 考 え ら れ る こ れ ら の 寄 リ 度 に つ い て は ， ほ と ん ど が 燃 料 成 分 で あ る (7 H )と い う 報 七 や 句 低 負 荷 で は ほ と ん ど 潤 滑 油 で あ る :7 ; 潤 滑 油 の 劣 化 に よ り そ の 寄 与 度 が ， ' ，'Gま る (1 0 )等 嫌 々 な 報 告 が み ら れ ， エ ン ジ ン や 遥 転 状 態 に よ っ て 差 が 大 き い も の と 忠 わ れ る 燃 料 を 起 源 と す る よ 燃 炭 化 水 系 と し て は ， 燃 料 の 仁 成 分 が そ の ま ま 伐 伺 し た 成 分 を は じ め ， 熱 分jty.tに よ り 低 炭 点 数 化 し た 成 分 13 や， 納言主合 に よ り J

t

.

:

)点された l川 氏 ぷ 数 の 成 分 、1".等 が 含 ま れ る また， 発 ガ ン 性 を 持 つ と い わ れ る ベ ン ツ a ピ レ ン 等 も 燃 料

1

'

1_の P A 11_{が 多 環 化 し た も の と さ れ て い る} (1 1; (17;

S O

ド は 常 湖 付 近 で 微 利 子 状 の 成 分 1 - 1

C

は 約

200

T の ，~h

i

且 で ガ ス 状 の 成 分 と い う 汁 訓JI法 の 違 い は あ る が ， い ず れ も こ う し た 未 燃 炭 化 水 素 の -ffl~ で あ る こ と か ら ， そ れ ら の 生 成 機 備 に は あ る 程 度 共 通 す る 部 分 が あ る と 忠 わ れ る. この，意味で， 本 研 究 で は S 0 Fと11Cを 特 に 区 別 し な い で 記 述 す る 場 合 は 排 山 本 燃 炭 化 水 素 U lTCと 呼 ぶ こ と に す る . また， ガ ス 状 の 未 燃 炭 化 水 素 H C の 総 : 止 を 表 す 場 合 に は ， 全炭化ノ'1<f}~

T

11

C

の 呼 称 を

J

I

J

い る じ

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J

C

の 性 成 に ￨ 刻 す る 要 因 と し て ， 燃 料 性 状 の 彫 響 を 調 べ た 研 究 が 多 く み ら れ る (10，(7 0) (BD) そ れ ら の 多 く は ， 燃 料

f

i

l_{の 万 再 膝 炭 化 水 素 に よ り U H じ が} 増 加 ￨ す る と い う 結 巣 を 示 し て お り ， )j香 族 炭 化 水 素 に よ り 着 火 遅 れ が 伸 長 す る こ と が 原 因 と 考 え ら れ て い る 1a : 川 口i 着 火 遅 れ が 伸 長 す る 理 由 と し て ， 8a rb

c

1

1

a

ら 〈再1:は 万 香 脹 炭 化J

.

K

A~ の含有率が高いほど l貞鎖飽和炭化水素の酸化が妨 げ ら れ る こ と を ノFしており， こ れ に 関 連 し て 石 山 ら 、υ :は

2

、 述 圧 縮 装 置 をj日い た 実 験 で ， 芳香族炭化水素は熱発生開始前から酸ぷを消貸することをよ~いだし て い る . また， 登 坂 ら ・7D )は 熱 分 解 装 置 を 用 い た 実 験 か ら ， 1直 鎖 飽 和 炭 化 水 素 は

450

0

_C

付 近 か ら 低 級 化 し ，

600

0 C 以 上 で 芳 香 族 環 を 生 成 す る の に 対 し て ， 方 杏 族 炭 化水素 は 低 級 化 す る こ と な く 多 環 芳 香 族 ヘ キ

w

重 合 し て い く と い う ， 反 応 過 程 の 進 い を 明 ら か に し て い る . 実 機 関 の 燃 焼 室 内 で の 燃 焼 過 程 に お け る じ 11 C Jt成 要 因 と し て は ， ノ ズ ル サ ッ ク 伐 留 燃 料 〈U J UJ U， 可 燃 限 界 以 下 の 希 薄 混 合 気 (:!) (8 4) (白 5) 燃 焼 後

m

J

の 過 濃 混 合 気 (2 ) および燃料の壁面 付 着 (~I ) (H.1) ( ~G) (8 8)が 指 摘 さ れ て い る. このうち， ノ ズ ル サ ッ ク 残 留 燃 料 に 対 し て は ， サ ッ ク レ ス ノ ズ ル の 適 用 が 研 究 さ れ て い る は3) 可 燃 限 界 以 下 の 希 薄 混 合 気 は ， 着 火 遅 れ が 過 度 に 長 い 場 合 ， 燃 料 が 広 範 囲 に 広 が り す き ‘ て 希 薄 化 し た も の で く2) 〈8 4〉， そ の 結 果 燃 料 が 未 燃 の ま ま 排 出 さ れ る . 1 主 に， 流 動 の

ω

ま る 燃 焼 後 期 に 燃 料 と 空 気 の 混 令 が 悪 く ， j弓所 的 に 過 濃混合気を形成して ，~1J

1

f

f

i

t

を 受 け る 場 介 に も ， す す と 同 時 に そ の 前 駆 n u l J 1

物自- である低沸 }~J.]: 炭化水戸長が排 IH される ， 1 .1，

I

I

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能 性 が あ る . J:1'_

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H

~守の影粋について ìélmaguchi ら :k (，~ は， 実 際 に 壁

f

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h

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物 を 分 析 し た結果， M芝山j卜 . に は す す と と も に お

o

F成 分 が 耽 航 し て お り S 0 Fの 11:，)点は 燃 焼 行 収 よ り も 唯 r(IIの ; 必 響 を 強 く 受 け る と 制 作 し て い る . ノト ~f ら く h 7 ，も 燃 焼 宅 I:lt 1111に 付 持 し た カ ー ボ ン デ ポ ジ ッ 卜 に 燃 料 が 十

l

~(I' し， こ れ がJl彰 版 1 i 利 ま で 伐

f

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H

C として ~JI・ 111_{1 されるとしている.} 池 上 ら ， .，【 に よ れ ば 峨1(liに十

J

'

心 し 幼 いのは，比熱や料i 皮が fJd い，~~ a~ ..，'，~成分であり， そ の 怠l味 か ら も 特 に S 0 [.'は， J:I~ I([jへの什蔚が Il~)点 以 閃 と な る

I

I

J

能 性 が l面 い と

J

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え ら れ る ， /./<川 ら (k ，1 ，に よ れ ば 1世伯

i

に十

J

'

~(f した燃料や希法化した燃料は， 火 炎 領 域 が そ の 部 分 に jぶ が れ ば 円変化されて排出されないものと~・えら れ. この..，1'.、がじ [1 C 低 減 の ポ イ ン ト に な る で あ ろ う . 以 l~ のようなじ日じ生成に |刻する研究結~は， す べ て が S ()ドと IICの IdJ)i に 吋 て は ま る わ け で は な い が ， liijj A の よ う に こ れ ら は 計 調JI万 法 が & う も の の， íËれ [1なには燃料あるいは j問滑 ~Ill が完全燃焼できずに排出された成分の.

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10.0 E ε 50 0 .2 0.4 0.6

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φ 出1 1 4 羽1:公 成 分 に 及 ぼ'す 負 仰 版 歴 の 影 響 る と い う 点 で は 共 泊 し て い る . 実 際 に S 0 ドと 11 Cの 排 出 j止 に は 強 い 相 闘 が あるという凶作が数多くみられる ~ 1 .1) ~1 4; ¥:?O; こ れ に 対 し て ， 三輪 ら 、21 は 1><1 1 4の 憾 に S 0 ドと 1I C は ね 何 版 断 に 対 す る 緋

1

1

¥

傾 向 が 央ーな る と い う デ ー タ を 小 し て い る . こ れ は

q

t

以 向 の 1[¥接￨噴 射 式 デ ィ ー ゼ ル 機 関 を

2400rpm

で 辺 転 し，

u

仰 を 1.

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n

lさ せ た lJ"jイ ? と 卜 ￨ 峰 さ せ た 場 介 の

1

J

I

・勾 hX:分 を 比 較 し た も の で あ る

￨

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l

か ら わ か る よ う に ， 宅ぷ f唆化物~ ()司 排主L州 S， ノ任以化;./<Å~ '1、11 C は 負 (Jr

1

.

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II.~: と卜降 H 主で illl( (ニバ:・が み ら れ な い が ， 微 粒

f

P 八 R ↑は釘向卜~ 1~ II.Jに は 卜 降 l I

f

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2

仰 の 排

'

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H

~I;: になっている す す に

J

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が み ら れ な い こ と か ら ， こ の 負 仰 ト.ケ

i

11~j: とド降 1Ilj の p 八 R. Tの ぷ は S 0ド の 排 出

:

I

t

の 注 に よ る も の で あ る . さら に， ー.輪 ら は 燃 焼 解 析 も 行 い .

u

仰

L

対日午とド降JI与 の 燃 焼 経 過 に は 則 符 な

J

E

は 比 ら れ な い こ と を 雌 II，ど し て い る . こ の こ と か ら S 0 F' はJ:I~ I(JI近 似 の 紙 JIJ

J

9

r

な][ な 状 態 の & : い に よ り

1

J

I

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I

U

~J が変化していると~えられる. ま た イ"1[1 ら~ K ，は，

t

w

分 的 に セ ラ ミ ックjJ，ff熱を胞 し た ピ ス ト ン を ハjい て

S

( ) ド だ け で な く I1C も 峨

1

M

近 傍 の 川 所 的 状 態 の 影 響 を 受 け る こ と を ノ ' 5 ' し て い る . 本 節 で概 説 し た よ う に ， 排出;!¥:燃炭化水素の来11J或や/:j_:J点機構 に ￨刻 し て 多 く の 研 究 が な さ れ S O F . I I Cの 組 成 や そ れ ら を構 成 す る 炭化

J

.

/

<

:k~ 成分の反応経 過 に つ い て の 様 々 な 情 報 が 得 ら れ て い る . しか し な が ら. 燃 焼 室 内で そ れ ら が It=_成， 排 出 さ れ る 過4111に お い て は 側 同 所的 な 妥

I

A l が 複 雑 に 作川 し て い る と

J

S

え られ， 実 機 関 か ら 排 出 さ れ る S 0 F や 11 じを低減する 11 体(]!]なん- 徒を ÍI在 \J~ する ま で に 到 っ て い な い . 今 後 さ ら に 強 化 さ れ る 別 市IJに 対Lじ す る た め に は ， 排 山 木 燃 炭化 水素 の 低 減 は イ 三

I

I

J

欠 で あ り ， そ の た め に は

s

0 F と11C の 生 成 に 影 響 す る 諸 同

f

に 関 す る 知 見 を さ ら に 深 め る こ と が 必 要 で あ る

1. 5

本 研 究 の 円 的 と 繕 成

l iif節 ま で に 概，

l

i

i

した .iillり， ディーゼル機関! の 抱 える 封 1:礼ガスの 川 辺j は 1\'1) リi 庁I~ に お け る 大 気 汚 染 に と ど ま ら ず， 地 球規 模 で の 環 境 破 地 や [ 1 ' [ 接 人 体 に 及 ぼ す 必 修 響 へ と 深 刻化 し て い る . こう した 状況 の中で， 有.害排気 物 質 の 低 減 を 目 指 し て 様 々 な 研 究 が 行 わ れ ， 窒 素 酸 化物 N 0

x

や すす に つ い て は 生 成機 構や 低 減 万 策 に 関 し て か な り の 成 果 が 得 ら れ て い る. しか し な が ら ， 特 に 人体へ の 影 響 が 懸 念 さ れ る 微 粒 子中 の 口

J

溶 有機 分 S0 Fと そ れ に 関 係 の 深 い 全 炭化 水 ぷ TllC

に 関 し て は ， 生 成 過 料 が 卜 分 解 lリjさ れ て い る と は

J

え ず 具 体 的 な 低 減 方 策 も 確 江 さ れ て い な い . 今 後 さ ら に 強 化 さ れ る 排 札 ガ ス 別 市JIに対比;して1j.く た め に も ， こ れ ら の 排 出 よ 燃 炭 化 水 ぷ の 低 減 万 誌 を 見 い だ す こ と が 急 務 で あ る . そこで， 本 研 究 で は S 0 ドと T H C に 清 1:1し， そ れ ら の 低 減 の た め の 指 針 を 得 る こ と を

l

]

的 と し て 生 成 過 科 の 解 明 を 試 み た . こ れ ま で の 研 究 に よ り 守 排

1

1

¥

未 燃 炭 化 水 素 中 に 合 ま れ る 成 分 や ， 成 分 に よ る 分 解 ，

*

j

e

'

重 合 j品 科 ! の 逃 い 等 の 基 礎 的 な 情 報 は か な り 誹 し く 得 ら れ て い る が ， そ れ ら の 結 果 が 低 減 )i策 に 結 び つ か な い の は ， 実 機 関 の 燃 焼 室 内 に お け る 生 成 過 科 の 複 雑 さ に よ る も の と 与 え ら れ る . 特 に， 侃 合 え の 分 布 や 壁

l

f

i

i

近 傍 の 同

N

r

的 な 状 態 七 年 が 排

I

U

木 燃 j災化;J<

1

i

ミに 大 き な 影 響 を 及 ぼ す と さ れ て い る が ， こ れ ら の 妥 ￨ 村 を モ デ ル 化 し て い

J

現 す る の は 凶 難 と 思 わ れ る . そ の た め 本 研 究 で は ， 実 機 関 か ら 排 出 さ れ る 緋

μ

ガ‘ス に 的 を絞り， 混 合 主Lの 分 布 と 壁 面 近 傍 の 熱 的 状 態 に 右 11して， そ れ ら を 変 化 さ せ る 様 々 な 凶 手 が ， S () F や T 11 C を は じ め と す る 有 主 排 気 物 質 に 及 ぼ す 彫 響 を 実 験 的 に 検 討 し た 本 研 究 の 摘 成 を 以 下 に 示 す . ま ず 第

2

章では， 実 験 機 関 の 諸 点 お よ び 計 調JIシ ス テ ム の 構 成 を ぷ す と と も に ，

J

L

体的な計測'J. 解 析 の んー法を検，iJする. 特 に 微 粘

f

の 捕 集 の た め に ど PA の 規 定 に 准 じ て 試 作 し た 小 型 希 釈 ト ン ネ ル に つ い て はg 計調JI上 の 問 題 点 に 事 前 検 討 を 加 え 司 計 測 条 件 を 決 定 す る ま た ， 排 出 未 燃 炭 化 水 素 の 生 成 機 構 を 考 察 す る 情 報 を 得 る た め に 行 う S () F と T 1I C の 組 成 分 析 お よ び 燃 焼 解 析 に つ い て ，

H

体 的 な J r法 と 誤 主 要 因 を 詳 し く 検 討 す る . 続 く 第 3草では， 有 害 排 気 物 質 の 生 成 原 因 を 推 定 し ， 低 減 の 万 針 を 確 立 す る た め の 情 報 と し て ， 広 範 聞 の 辺 転 条 件 に わ た っ て 計 測 し た 排 気 特 性 を 基 に ， 有 存 排 気 物 質 の 排 出 傾 向 を 概 観 す る . まず， 当

i

i

I

比 お よ び 種 々 の 燃 焼 特 性 値 に 対 す る 排 出 傾 向 を 調 べ ， そ れ そ れ の 排 気 成 分 が 排 出 さ れ 易 い 燃 焼 条 件 に つ い て 考 察 す る . 次に， m:気成分中日

I

i

聞 の 排 出 量 の 関 係 を 調 べ ， 有 害 排 気 の 同 11寺 低 減 を 実 現 す る 際 の 難 点 と な る ト レ ー ド オ フ 関 係 を 明 ら か に す る . 特 に

S 0 F

と

T

11 C に つ い て は ， 負{OIや 燃 焼 特 性 { 直 に 対 す る 排 出 傾 向 は 非 常 に 良 く 似 て い る に も 関 わ ら ず ， 排 出 量 の 相 関 が み ら れ な い こ と か ら ， 燃 焼 経 過 の 違 い だ け で は そ れ ら の 排 出 ほ を 予 測 で き な い こ と を ぷ す. こ れ を 受 け て 第

4

.~では， 燃焼室の-苦I~ に極縛いセラッミク j忠実!~を設けるこ 14 と で 壁 面 近 傍 の 局 所 的 な 熱 的 状 態 を 変 化 さ せ

S0 F

や

TH C

の 排 出 に 及 ぼ す 燃 焼 宅 壁 面 の 影 響 を 検 討 す る . まず， 定 常 運 転 試 験 に よ り 遮 熱 場 所 に よ っ て 未 燃 炭 化 水 素 の 排 出 に 及 ぼ す 影 響 が 異 な る こ と を ぷ し ， 過 渡 運 転 試 験 に よ り 燃 料 の ll，

t

IJII付 着 が 排 出 よ 燃 炭 化 水 ぷ 地 加 の )Jj

i

凶 と な り 似 る こ と を ぷ す ま た ， 冷 態 始 動 試 験 の 結 果 か ら ， ピ ス ト ン く ぼ み 内 で の 混 合 気 の 広 が り と ， ピ ス ト ン と シ リ ン ダ ヘ ッ ド‘の 隙 ￨ 出 へ の 求 燃 分 の 流 出 が 未 燃 炭 化 水 素 の 排 出 に み え ぼ す 彫 響 を 考 察 す る 第 5市:では， 第 4 草での考察に)t-~づき， く ぼ み 内 で の 混 合 促 進 お よ び 隙 閣 部 へ の 未 燃 分 流 出 抑 制 に 着 目 し て ， リ エ ン ト ラ ン 卜 燃 焼 室 が 未 燃 炭 化 水 素 の 排 出 に 及 ぼ す 影 響 を 検 討 す る . 極 々 の パ ラ メ ー タ を 変 更 し て 排 気 の 傾 向 を 調 べ た 結 果 の う ち ， 特 に l噴射時}J:

J

J

遅 延 時 の 排 気 煙 ， 排 出 未 燃 炭 化 水 素 低 減 効 果 に 着

l

r

し， リ エ ン ト ラ ン ト 燃 焼 室 を 用 い て l噴 射 11寺 ) 引 を 最 適 化 す る こ と で ， 第 31Rでノ示した 排 公 成 分 間 の ト レ ー ド オ フ 関 係 を 解 消 で き る 口

I

能 性 が あ る こ と を ぷ す なお， 本 研 究 は 直 接 l噴 射 式 デ ィ ー ゼ ル 機 関 を 対 象 と し て 行 っ た も の で あ り ， 間 妓 噴 射 式 デ ィ ー ゼ ル 機 関 に お い て は 燃 焼 経 過 の 違 い に よ り 排 気 の 傾 向 が 異 な る と 思 わ れ る . し か し な が ら ， シ リ ン ダ 内 の 空 気 流 動 ， ガ ス や 壁 面 の 温 度 等 が S 0 F や T H C に 及 ぼ す 影 響 に つ い て 本 研 究 で 得 ら れ た 結 果 は ， 定 性 的 に は 間 接 l噴 射 式 機 関 に お け る S 0 F や T 11 C の 生 成 機 榊 に も 適 用 で き る と

J

5

-

え ら れ る . -15