論文

日本では，LPGを燃料とする大型車両（バスやトラックなど）の実用化は不可能とされている．しかし，世界中で見てみると，LPG大型エンジンによる車両，特にバスに使用される例があることを知り，日本での導入可能性を探ることにした．その結果，世界各地でLPG大型バスの存在を確認した．今回は，そのうち，韓国の大型LPGバスを日本に導入することの可能性を調査してきた経過を踏まえ，世界のLPGバスの普及状況について報告する．

ＨＣＣＩ機関はＨＣ・ＣＯの排出量が多い事が問題である．本研究ではn-ブタンを燃料とし２ストロークエンジンで燃焼実験を行い，ガスクロマトグラフィで排気中の未燃成分の組成を調査した．素反応数値計算の結果と比較したところ，ＨＣＣＩ燃焼時，最高到達温度増加で排出される未燃燃料が減少していくが，実機では1600K以上で一定値となり，計算では0となった．また実機では燃料投入量増加に伴い排出量も増加した．未燃排出ガスの要因は，バルクの温度不足による中間生成物の排出，燃焼室壁面への熱損による温度不足で起こる未燃燃料の排出と２つあることを明らかとした．また幾何学的に燃焼室未反応領域の壁面からの厚みを算出した．

HCCIエンジンにおいても，予混合気中には少なからず燃料濃度や温度の不均質性が存在し，着火，燃焼に影響を与える可能性がある．本研究ではDME空気予混合気を用いて，燃料濃度の不均質性がHCCIエンジンの着火，燃焼に及ぼす影響を実験的に調査した．燃料濃度の不均質性は燃料の噴射位置，噴射期間の変化により制御した．4ストロークの可視化エンジンの筒内圧力履歴および二次元自発光画像の計測，解析を行った．不均質条件では均質条件に比べて，燃焼効率が同じでも燃焼期間が 長くなること，また均質条件では燃焼室全域で発光が開始，終了するのに対し，不均質条件では，空間的に発光の時間差があることが明らかにされた．

In the HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) engine, a mixture of fuel and air is supplied to the cylinder and auto-ignition occurs resulting from compression. This method can expand the lean flammability limit, realizing smokeless combustion and also having the potential for realizing low NOx and high efficiency. The optimal ignition timing is necessary in order to keep high thermal efficiency. The Ignition in the HCCI engine largely depends on the chemical reaction between the fuel and the oxidizer. Physical methods in conventional engines cannot control it, so a chemical method is demanded. Combustion duration is maintained properly to avoid knocking. In addition, the amount of HC and CO emissions must be reduced. The objective of this study is to clarify the following through calculations with detailed chemical reactions and through experiment with the 2-stroke HCCI engine: the chemical reaction mechanism, and HC and CO emission mechanisms. Ignition and combustion mechanisms and the effect of pre-mixture heterogeneity on ignition and combustion are also clarified. This is done by using an optically accessible engine and measuring the luminescence at auto-ignition and during the combustion process.

ディーゼル機関から排出される微粒子の性状を採取後直ちに超低温で凍結するという手法を開発し，微粒子の補集状況および性状への影響を体系的に調べた。走査顕微鏡でその物理的性状を観察し，また質量分析により化学的特性を調べた。これ等の結果，機関からの微粒子の補集においては，液状排出物質が大きい影響を与えるため，補集までの温度履歴，補集面上温度，排気の希釈濃度の管理が大切であることがわかった。

直接噴射ディーゼル機関より排出する微粒子を採取観察する手法を開発した。排気弁直後に於いて吸引された微粒子は－１２０℃の超低温雰囲気中で凍結捕集され，真空乾燥後に電子顕微鏡観察される。この手法により炭素状微粒子の凝集，ＳＯＦ成分の凝着等を防ぐことができ，物理的性状の変化を正しく観察することができる。,－内容は上記の２つの邦文論文に同じ－直接噴射ディーゼル機関より排出する微粒子を採取観察する手法を開発した。排気弁直後で吸引された微粒子は－１２０℃の超低温雰囲気中で，凍結捕集される。この手法により炭素状微粒子の凝集，ＳＯＦ成分の凝着等を防ぐことができ，物理的性状の変化を正しく観察することができる。,－内容は上記の２つの邦文論文に同じ－直接噴射ディーゼル機関より排出する微粒子を採取観察する手法を開発した。排気弁直後で吸引された微粒子は－１２０℃の超低温雰囲気中で，凍結捕集される。この手法により炭素状微粒子の凝集，ＳＯＦ成分の凝着等を防ぐことができ，粒子の物理的性状の電顕微鏡観察を可能としたる。

流路内を高速で進む火炎の挙動を考察するためにシュリーレン写真による火炎の観察と流路に沿って時間を追ったイオン電流および光学的手法による温度の測定を行なった。その結果，前報で報告した流路内における火炎の不通過あるいは一時的な停滞現象は，流路入口部における未燃焼ガスとの乱流混合および壁への熱伝達による火炎の冷却と，流路内における熱発生との相対的な大小関係により説明されることを見出した。

火炎が外部へ噴出する以前の，流動を伴う狭い流路内での火炎伝播の特性を明らかにすることを目的として，火炎伝播経路に狭い流路を設置した装置を使用して実験を行った。その結果，流路に進入した火炎は，ａ.通過，ｂ.停滞後通過，ｃ.不通過，の３つの挙動を示すことを明らかにした。また，ｂ.について流路内火炎伝ぱ特性と，当量比・流路幅・流路内ガス流速・流路入口形状などがおよぼす影響を明らかにした。

急速圧縮機内に実現した高温・高圧の雰囲気で噴霧燃焼を行ない，雰囲気のガス組成，温度，圧力が噴霧の燃焼過程および微粒子の生成・消滅過程に及ぼす影響を実験的に検討した調べた。

直接噴射式ディーゼル機関を対象に，吸気中の酸素濃度，ＥＧＲガスの濃度などいわゆる給気のガス組成が燃焼と微粒子排出の特性に及ぼす影響を実験的に明らかにした。指圧線図の３領域モデルによる熱力学的解析により，熱発生率と火炎温度履歴を求め，これらと酸素および二酸化炭素富化時の排気特性との関連について報告した。

ディーゼル噴霧周囲気体の流動速度に関する報告につづき，流動方向の時間経過及び流入時間，定常流入速度到達時間等の特性値を定義し，噴霧軸方向と半径方向へ詳細分布を表わした。