エンジン効率向上に向けた燃料改質技術の研究開発動向

第1部 燃料改質技術の基礎と実用化に向けた必要技術・検討項目

(2018年4月20日 12:30〜13:50)

　燃料改質により得られる改質燃料のおいしさを、化学反応を交えながら解説するとともに、排熱で燃料改質を行う場合の基本事項の確認を行う。

1. はじめに
2. 熱平衡計算から推測する改質燃料成分
3. 改質燃料成分が自着火及び層流燃焼速度に及ぼす影響
4. 模擬改質燃料が機関性能に及ぼす影響～ガソリンエンジンを例に～
5. 実用化に向けて必要な技術
6. まとめ
• 質疑応答

第2部 含水エタノール燃料を用いた燃料改質エンジンの研究開発の取り組み

(2018年4月20日 14:00〜15:10)

　エンジンは、燃料熱量の半分以上は排熱などの損失となるため、エンジン熱効率の向上のためには損失低減が求められる。本テーマである燃料改質は燃料の吸熱反応による化学的排熱回収と、改質ガス中に含まれる燃焼性の高い水素の利用によりエンジン熱効率向上を実現できる手法である。 　本講座では、比較的低温にて改質可能である含水エタノールの燃料改質を利用したエンジンシステムを中心に、筆者らが行った研究結果を論じる。

1. 燃料改質による排熱回収手法の概要
2. 含水エタノール燃料の特徴
3. 含水エタノール燃料の改質エンジン試験結果
4. その他の燃料の燃料改質について
5. まとめ
• 質疑応答

第3部 燃料改質によるエンジン効率向上の選択肢ならびに燃料改質とHCCI燃焼を組み合せた高効率エンジンシステムの有効性

(2018年4月20日 15:20〜16:30)

　エンジンの熱効率と廃熱の関係について概説したうえで、燃料改質によるエンジン効率向上の選択肢と有効性について解説する。その中で、従来の火花点火エンジンによるシステムでは、ガソリン、メタノール、天然ガス、アンモニアの改質について、予混合圧縮自己着火 (HCCI) エンジンによるシステムでは、メタノール、ジメチルエーテル、エタノールの改質についての研究結果を紹介する。とくに有効性の高いメタノールの改質とHCCI燃焼を組み合わせに関しては、システムの成立性を含めた詳細な研究結果を紹介する。

1. エンジンの効率向上における廃熱回収の有効性
   1. エンジンの熱効率と熱バランスの基礎
   2. エンジンにおける廃熱回収技術
2. 火花点火エンジンの排気熱を利用した燃料改質による化学的な廃熱回収
   1. ガソリンのオンボード改質を利用したエンジンシステム
   2. メタノールのオンボード改質を利用したエンジンシステム
   3. 天然ガスのオンボード改質を利用したエンジンシステム
   4. アンモニアのオンボード改質を利用したエンジンシステム
3. 燃料改質と予混合圧縮自己着火 (HCCI) 燃焼を組み合わせた高効率エンジンシステム
   1. HCCI燃焼の利点と課題
   2. HCCI燃焼における水素による低温酸化反応抑制効果を利用した着火時期制御
   3. メタノールの改質による水素とジメチルエーテルの生成と化学的な排気熱回収
   4. メタノールのオンボード改質とHCCI燃焼の組み合わせによる高い総合効率の実現
   5. ジメチルエーテルのオンボード改質とHCCI燃焼を組み合わせたエンジンシステム
   6. エタノールのオンボード改質とHCCI燃焼を組み合わせたエンジンシステム
4. まとめ
• 質疑応答