Development of Organic Hybrid Additives to Maximize the Thermal Efficiency of Super-Lean Burn Automobile Engines

开发有机混合添加剂以最大限度地提高超稀薄燃烧汽车发动机的热效率

基本信息

批准号：
21K03901
负责人：
高橋和夫
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Sophia University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

地球温暖化を阻止するには，二酸化炭素（CO2）の排出割合が大きい自動車への対策が急務である。多岐に渡る自動車の温暖化対策技術の中で，内燃自動車エンジンの熱効率向上は近未来の現実的かつ確実な選択肢として極めて重要である。現在，ガソリン車の熱効率向上として超希薄燃料燃焼が注目されているが，同技術のメリットを生かして最大限の熱効率を得るには，ノッキング回避（反応抑制）と点火後の安定した火炎伝播（反応促進）が不可欠となる。本研究では，燃料に添加剤を加えて燃焼の化学反応を制御することにより，相反するこれらの２つの課題の同時解決を図る。ノッキングが問題となる低温（< 800 K）では，低温燃焼中の連鎖担体ラジカルを捕捉して自着火反応を抑制する一方で，火炎伝播の安定性に関連する高温（< 1000 K）では，逆に燃焼反応を促進するという２つの機能をもつクリーンなハイブリッド有機系添加剤の開発を行い，熱効率の飛躍的な向上を目指すものである。研究初年度である2021年度はノッキング回避を目的として，分子シミュレーション計算による候補物質のスクリーニングを行い，低温領域で燃焼を抑制させる機能をもつ有機化合物を抽出した。これによって得られた知見をもとに，2022年度は高圧衝撃波管およびエンジンを用いた実験を実施し，シミュレーション計算で予測された高いアンチノック性能がリグ試験および実機試験の双方で得られることを検証・確認した。

为了阻止全球变暖，迫切需要对排放大量二氧化碳（CO2）的汽车采取措施。在各种各样的汽车全球变暖对策技术中，提高内燃机汽车发动机的热效率是极其重要的，是在不久的将来现实可靠的选择。目前，超稀薄燃料燃烧作为提高汽油动力车辆热效率的一种方式而受到关注，但为了利用该技术的优势并获得最大热效率，有必要避免爆震（反应抑制）和保持点火反应加速后稳定的火焰传播）是至关重要的。在这项研究中，我们的目标是通过在燃料中添加添加剂来控制燃烧的化学反应，同时解决这两个相互矛盾的问题。在低温（< 800 K）下，爆震是一个问题，低温燃烧期间链载体自由基被捕获以抑制自燃反应，而在与火焰传播稳定性相关的高温（< 1000 K）下，它们目的是开发一种清洁的混合有机添加剂，具有促进燃烧反应的双重功能，从而显着提高热效率。 2021财年，即研究的第一年，我们通过分子模拟计算筛选了旨在避免爆震的候选物质，并提取了具有抑制低温区域燃烧能力的有机化合物。基于由此获得的知识，我们将在2022财年使用高压激波管和发动机进行实验，并确认模拟计算预测的高抗爆性能可以在台架试验和实机试验中得到验证和验证。确认的。