エンジンの熱効率向上に関する研究動向と熱損失・摩擦損失の低減およびそのための計測技術

内燃機関は更なる電動化が進んでも自動車 (バス・トラック・建設機械も含む) の主要な動力源である。動力源としての「熱効率の向上」は大命題であり、燃焼エネルギーの有効利用、更なる損失低減が重要である。設計に役立つ解析モデルの開発も重要度を増す一方、その検証技術も非常に重要となっている。 　ここでは熱損失と摩擦損失に関する現在の研究動向、実働エンジンでの摩擦計測法や薄膜型温度センサによる燃焼室壁面の熱流束の実測手法および、解析モデルと実測値の比較例を紹介する。また、エンジンはもとより機械のしゅう動部の面圧分布・ひずみ分布・瞬時温度分布や2面間のギャップを計測できる厚さ数ミクロンの薄膜センサの製作法や構造及び機械部品での実測事例を紹介する。

1. はじめに
   • エンジンの熱効率向上に関する2019年度の研究動向について
2. 熱損失に関する基本現象
   1. 伝熱のメカニズム
   2. 熱伝導・熱伝達・熱放射の基本現象
   3. エンジンの熱損失に関する基本現象
3. トライボロジーに関する基本現象
   1. 摩擦の基本現象
   2. 摩耗の基本現象
   3. 焼付きの基本現象
   4. 潤滑油の種類と役割
   5. エンジンのしゅう動面に起こる基本事象
4. 熱損失に関する現象とこれを“はかる”薄膜センサ技術
   1. 燃焼室壁面の瞬時温度測定の事例 (計測実例の経緯)
   2. 熱流束センサの種類と計測システムの留意点
   3. センサの設置方法の事例
   4. 熱流束評価の留意点
5. 摩擦損失・トライボロジー現象とこれを “はかる” 技術
   1. ピストン・ピストンリング – シリンダ系 (実機実働中の摩擦評価)
   2. クランク-軸受系 (摩擦・焼き付き)
   3. 摩耗性状・焼付き現象の計測事例
   4. 焼付きリスクも見据えたしゅう動面の計測と課題
   5. 解析モデルとの検証事例
6. 各種機械要素部品やエンジンへの薄膜センサの開発手法とその適用事例
   1. 製作装置
   2. 設計手法
      • 圧力
      • 温度
      • ひずみ
      • ギャップ
   3. 計測システム
   4. 校正方法や留意点
   5. 解析モデルとの検証事例
7. 熱損失及び摩擦損失低減のための課題
• 質疑応答・名刺交換