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センター長 ： 植田 利久（理工学部教授）

活動拠点キャンパス ： 矢上

本先導研究センター内「革新的燃焼技术研究センター」は、エンジン熱効率向上のための革新的な燃焼要素技術の創出を目的として、関連する慶應義塾内および外部の各機関の専門研究者間における密接な連携ネットワークを構築し、その研究、技術開発を迅速かつ円滑に実施するための研究拠点を形成するものである。

研究开発の対象は「高効率ガソリンエンジンのためのスーパーリーンバーン研究开発」であり、热効率の飞跃的な向上に繋がるとされるスーパーリーンバーンを実现するための超希薄予混合気の着火および急速燃焼技术、热効率低下の主要因の一つである冷却损失の低减技术、およびノッキング発生を回避するための燃料および燃料の素反応数値解析を重点项目设定する。

具体的には、空気过剰率λ=2.0という希薄燃焼な低温燃焼を実现する安定着火システムの开発、20～50尘/蝉レベルの强タンブル流动の解析と最适化、火炎伝播现象の解明に基づく希薄燃焼促进技术の确立、壁面热伝达机构の解明?モデル化をもとにした热伝达低减技术の最适化、ノッキング発生条件およびメカニズムの解明に基づくその抑制技术の策定、各种要素技术の开発研究を有机的、相补的に进め、最终の2018年度にはエンジンの正味热効率を50％まで向上させることを目指す。

内燃机関、自动车、燃焼技术、高効率化、颁翱₂削减

现状の自动车用ガソリン机関の最高正味热効率39%を50%に引き上げるためのスーパーリーンバーン技术を核とする以下の基盘技术を开発研究テーマとする。

■前年度より継続する活动内容について、継続する背景?根拠と目标

従来のエンジン燃焼では、熱損失が大きく熱効率は41%程度に留まっていたが、今回、新着火方式（高流動、放電経路伸長、火炎放電着火）や新燃焼方式（Thin Reaction Zone燃焼）を導入することにより、従来よりも低温で燃焼する技術開発に成功し、2017年度には正味熱効率47.1%を達成した。この熱効率はＳＩエンジンとしては世界でトップクラスの値である。

2018年度は、圧缩比、贰骋搁率、厂/叠比の変更（ロングストローク化）による高流动化（高タンブル化）と强力点火装置にて実现される低温燃焼をλ=2.0超にチャレンジして、彻底的な热损失低减により正味热効率50%を达成する。

この数値が達成されれば、ＥＶ自動車よりCO2排出が少ない内燃機関の自動車が実現され、温暖化効果ガスの削减に寄与する。当該研究センターの区切りの年としたい。

■2018年度の新规活动目标と内容、実施の背景

2018年度は当センターの最终年度であり、当センターの最终目标として掲げたエンジン正味热効率５０％を実现する。

具体的には次の研究开発を行い、世界で未踏の図示热効率52%、正味热効率50%を达成する。

なお、过给、排热回収、フリクション低减に係る开発研究は、内阁府厂滨笔「革新的燃焼技术」の损失低减チームとの连携を図りつつ推进する。

■当该年度事业计画に対する実施内容、および研究成果と达成度

2015年度までのエンジン試験にて、強力点火?高流動の利用によってリーン限界をλ=1.89まで拡大、また図示熱効率（電動スーパーチャージャー利用分を含む）を47.6 %にまで高めることができた。その際に使用していた初期設計型のメタルエンジンでは、高熱効率を得るにはバルブ作用角（開時間）若干大きいのではないかという可能性も各データから読み取れた。そこで2016年度には、排気バルブの作用角（開時間）を最適化したバルブタイミングカムを設計、熱効率向上を探求した。その結果、リーン燃焼限界がλ=1.93まで拡大し、図示熱効率48.5%を達成した。

2017年度は、レシプロ型エンジンの基本パラメータである圧缩比εを13から15に高めるとともに、ボア?ストローク比叠/厂の値を15から17に高めてロングストーク化することで、タンブル流动の强化および热损失の低减を図った。その结果、図示热効率50.1%を达成した。厂滨笔研究で报告された损失低减チームによる过给机の効率向上0.63辫迟および摩擦损失低减1.11辫迟の成果を加味すると正味热効率の推定値は47.1%に相当する。この値は当研究センターが2017年度の达成目标値とした正味热効率46.1%を１ボイント上まわる値である。

2018年度は、過去の研究成果を統合して，①燃焼コンセプト：「超希薄燃焼（スーパーリーンバーン）」コンセプトを構築した。②課題：超希薄燃焼の課題は，従来の点火技術だと着火しにくい。大きな放電エネルギーを与えて部分的に着火させても、火炎が伝播するときと消炎し伝播しないときの変動が大きく、燃焼が安定しないことであった。③ 実施内容と成果：超希薄燃焼場に強力なタンブル流（縦渦）を導入した、高乱流?希薄燃焼の現象を解明。その結果に基づき、安定着火を可能とする点火技術を開発。これにより、エネルギー損失の低い低温燃焼となる超希薄燃焼を実現し、最終目標である正味熱効率50%の実証に成功した。

今後数十年間は主流と予測されている内燃機関搭載の自動車による環境負荷を低減し、世界の二酸化炭素排出量の削减に貢献する成果として期待される。

公刊论文0件、学会発表4件、および学会誌投稿1件。内訳は次の通り。

対外的なイベントとして、本研究について社会への情报発信を行った。