モータリングエンジン筒内気流のサイクル変動の研究

ンジン筒内圧のサイクル間変動はトルク変動を引き起こし，車両のドライバビリティの悪化の原因になる。この変動の原因は燃焼変動であるが，それを引き起こす根本原因は仮説レベルであり検証ができていない。本研究では，燃焼変動の一因であるエンジン筒内気流のサイクル間変動の実験および計算を行い，変動原因の解明による燃焼室の最適化をCFD (Computational Fluid Dynamics)で行うため，精度検証を実施した。計測は燃焼室全体の流速分布とサイクル間変動を把握するため，D-PIV (Dynamic Particle Image Velocimetry)を用いた。CFDはRANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes Simulation)及びLES (Large Eddy Simulation)を用いた。実験および計算の対象は非燃焼単気筒エンジンである。筒内気流のサイクル間変動の実験と計算の精密な比較検証を行うため，非定常な吸入条件を定義できる可視化エンジンを準備した。本論文では，（１）非定常な吸入条件をLESおよびRANSで再現できること，（２）位相平均速度場についてLESおよびRANSはPIVと妥当な一致を示すこと，（３）タンブル比のサイクル間変動についてLESとPIVに定性的な一致が得られることを報告する。
今後は，検証されたLESを用いて筒内気流のサイクル間変動の原因解明とそれを抑制する燃焼室設計の最適化を実施する。