JPH05149190A - 内燃機関用燃焼測定装置 - Google Patents
内燃機関用燃焼測定装置Info
- Publication number
- JPH05149190A JPH05149190A JP26893691A JP26893691A JPH05149190A JP H05149190 A JPH05149190 A JP H05149190A JP 26893691 A JP26893691 A JP 26893691A JP 26893691 A JP26893691 A JP 26893691A JP H05149190 A JPH05149190 A JP H05149190A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- light
- radicals
- internal combustion
- detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃焼室の末端ガス中の数種類のラジカルの挙
動を同時に分光法により測定できる内燃機関用燃焼測定
装置を提供する。 【構成】 比較光源７、８と、内燃機関１の燃焼室６を
通過する光を導く光学系と、上記光学系に導かれた光を
分散させるとともに、燃焼ガス中の３種類のラジカルに
それぞれ対応する波長を同時に検出する検知器２５を有
する分光装置１５と、上記検知器２５の出力に基づき上
記ラジカルに対応する波長での光の発光および／または
吸収を解析する解析処理装置３０と、上記解析処理装置
３０の出力に従って解析結果を波形表示する表示装置３
１から構成されている。
動を同時に分光法により測定できる内燃機関用燃焼測定
装置を提供する。 【構成】 比較光源７、８と、内燃機関１の燃焼室６を
通過する光を導く光学系と、上記光学系に導かれた光を
分散させるとともに、燃焼ガス中の３種類のラジカルに
それぞれ対応する波長を同時に検出する検知器２５を有
する分光装置１５と、上記検知器２５の出力に基づき上
記ラジカルに対応する波長での光の発光および／または
吸収を解析する解析処理装置３０と、上記解析処理装置
３０の出力に従って解析結果を波形表示する表示装置３
１から構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガソリンなどの内燃機
関において、ノッキングなどの異常燃焼を調べるための
内燃機関用燃焼測定装置に関する。
関において、ノッキングなどの異常燃焼を調べるための
内燃機関用燃焼測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガソリンまたはディーゼル機関等の内燃
機関においては、ノッキング発生の抑制が熱効率および
出力の向上を達成する上で避けて通れない技術課題とな
っている。この内燃機関、特に花火点火機関のノッキン
グは、内燃機関の出現当初から知られている現象で、こ
れまで、内燃機関の開発、改良の様々の試みの過程で、
多くの研究対象とされている。ノッキングの発生は、混
合気の化学的、物理的性質、また、周囲条件の影響を受
ける。また、例えば、ガソリン機関では、燃焼炎面の前
面の未燃ガスが断熱圧縮を受けて、最も着火に対して条
件のよい点から自然発火を起こすことに原因があること
がわかっている。このような爆発的な自然発火を起こす
点は、燃焼の最後の部分であり、プラグの正反対側にあ
る。着火が起こるときは、未燃焼ガスの大部分はほとん
ど発火一歩手前の状態にあるから、一点にて発火すれ
ば、残りの未燃焼ガスもほとんど同時に発火状態に入
り、ちょうどディーゼル機関内の燃焼とほとんど同様の
現象が起こると言われている。最近では、このような燃
焼室の末端ガス中の前炎反応から自己着火に至るまでの
プロセスについて、従来より多く研究が続けられてい
る。
機関においては、ノッキング発生の抑制が熱効率および
出力の向上を達成する上で避けて通れない技術課題とな
っている。この内燃機関、特に花火点火機関のノッキン
グは、内燃機関の出現当初から知られている現象で、こ
れまで、内燃機関の開発、改良の様々の試みの過程で、
多くの研究対象とされている。ノッキングの発生は、混
合気の化学的、物理的性質、また、周囲条件の影響を受
ける。また、例えば、ガソリン機関では、燃焼炎面の前
面の未燃ガスが断熱圧縮を受けて、最も着火に対して条
件のよい点から自然発火を起こすことに原因があること
がわかっている。このような爆発的な自然発火を起こす
点は、燃焼の最後の部分であり、プラグの正反対側にあ
る。着火が起こるときは、未燃焼ガスの大部分はほとん
ど発火一歩手前の状態にあるから、一点にて発火すれ
ば、残りの未燃焼ガスもほとんど同時に発火状態に入
り、ちょうどディーゼル機関内の燃焼とほとんど同様の
現象が起こると言われている。最近では、このような燃
焼室の末端ガス中の前炎反応から自己着火に至るまでの
プロセスについて、従来より多く研究が続けられてい
る。
【０００３】これまでの研究では、末端ガスの前炎反応
から自己着火に至り、ノッキング振動を発生するまでの
反応機構には、ＯＨ、ＣＨ、Ｃ２などのラジカルが重要
な役割を果たしていることがわかっている。
から自己着火に至り、ノッキング振動を発生するまでの
反応機構には、ＯＨ、ＣＨ、Ｃ２などのラジカルが重要
な役割を果たしていることがわかっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
で、内燃機関の運転中にラジカルの挙動を測定する装置
として適当なものが開発されておらず、分光計を応用し
た簡易な装置により一回の測定で一つのラジカルについ
てしか測定できなかったのが実情である。このため、燃
焼過程を通じて各種ラジカルの挙動についてトータルで
把握することかできなかった。そこで、本発明は、上記
従来技術の有する問題点を解消し、燃焼室の末端ガス中
の数種類のラジカルの挙動を同時に分光法により測定で
きる内燃機関用燃焼測定装置を提供することを目的とす
る。
で、内燃機関の運転中にラジカルの挙動を測定する装置
として適当なものが開発されておらず、分光計を応用し
た簡易な装置により一回の測定で一つのラジカルについ
てしか測定できなかったのが実情である。このため、燃
焼過程を通じて各種ラジカルの挙動についてトータルで
把握することかできなかった。そこで、本発明は、上記
従来技術の有する問題点を解消し、燃焼室の末端ガス中
の数種類のラジカルの挙動を同時に分光法により測定で
きる内燃機関用燃焼測定装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、比較光源と、内燃機関の燃焼室を通過す
る光を導く光学系と、上記光学系に導かれた光を分散さ
せるとともに、燃焼ガス中の２種類異常のラジカルにそ
れぞれ対応する波長を同時に検出する検知器を有する分
光装置と、上記検知器の出力に基づき上記ラジカルに対
応する波長での光の発光および／または吸収を解析する
解析処理装置と、上記解析処理装置の出力に従って解析
結果を波形表示する表示装置とを具備することを特徴と
するものである。
に、本発明は、比較光源と、内燃機関の燃焼室を通過す
る光を導く光学系と、上記光学系に導かれた光を分散さ
せるとともに、燃焼ガス中の２種類異常のラジカルにそ
れぞれ対応する波長を同時に検出する検知器を有する分
光装置と、上記検知器の出力に基づき上記ラジカルに対
応する波長での光の発光および／または吸収を解析する
解析処理装置と、上記解析処理装置の出力に従って解析
結果を波形表示する表示装置とを具備することを特徴と
するものである。
【０００６】
【作用】本発明によれば、燃焼室中の末端ガス中の３種
類のラジカルに対応する波長の光の発光／吸収を同時に
測定されその結果が波形表示されるので、燃焼室内で生
起する燃焼機構について重要な役割を果たすラジカル挙
動を把握できるようになる。
類のラジカルに対応する波長の光の発光／吸収を同時に
測定されその結果が波形表示されるので、燃焼室内で生
起する燃焼機構について重要な役割を果たすラジカル挙
動を把握できるようになる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明による内燃機関用燃焼測定装置
の一実施例について添付の図面を参照して説明する。図
１は、本実施例による内燃機関用燃焼測定装置の全体シ
ステムの構成を示した図である。この図１において符号
１は供試機関であるガソリン機関、符号２は動力計、符
号３ははずみ車、符号４は燃料タンク、符号５はサージ
タンクである。本発明の燃焼測定装置では、ガソリン機
関１の燃焼室６における末端ガス部分のラジカルの挙動
を吸収法、発光法によって測定するため、次のような光
学系が設けられている。キセノンランプ７、ハロゲンラ
ンプ８は比較光源であり、このうちいずれかを選択でき
るようになっている。燃焼室６を通過した光は、集光レ
ンズ９によって集光され、これ以降の光の経路は二つに
分かれている。一つはＤ線干渉フィルタ１０を通過して
光電子増倍管１１によって光電変換された後、増幅器１
２にて増幅された出力信号としてデータレコーダ１３に
与えられる光学系（以下、光学系Ｉという）であり、他
方は、燃焼室６を通過した光を光ファイバ１４を介して
分光装置１５に導入する光学系（以下、光学系ＩＩとい
う）である。これら光学系Ｉ、ＩＩはいずれかにミラー
を介して切り換えられるようになっている。
の一実施例について添付の図面を参照して説明する。図
１は、本実施例による内燃機関用燃焼測定装置の全体シ
ステムの構成を示した図である。この図１において符号
１は供試機関であるガソリン機関、符号２は動力計、符
号３ははずみ車、符号４は燃料タンク、符号５はサージ
タンクである。本発明の燃焼測定装置では、ガソリン機
関１の燃焼室６における末端ガス部分のラジカルの挙動
を吸収法、発光法によって測定するため、次のような光
学系が設けられている。キセノンランプ７、ハロゲンラ
ンプ８は比較光源であり、このうちいずれかを選択でき
るようになっている。燃焼室６を通過した光は、集光レ
ンズ９によって集光され、これ以降の光の経路は二つに
分かれている。一つはＤ線干渉フィルタ１０を通過して
光電子増倍管１１によって光電変換された後、増幅器１
２にて増幅された出力信号としてデータレコーダ１３に
与えられる光学系（以下、光学系Ｉという）であり、他
方は、燃焼室６を通過した光を光ファイバ１４を介して
分光装置１５に導入する光学系（以下、光学系ＩＩとい
う）である。これら光学系Ｉ、ＩＩはいずれかにミラー
を介して切り換えられるようになっている。
【０００８】次に、図２は、上記光学系ＩＩを構成する
分光装置１５の構成を模式的に示したものである。すな
わち、図２において、符号１７、１８、１９、２０は反
射鏡であり、これら反射鏡１７、１８、１９、２０によ
って分光装置１５内に導かれた光は、回析格子２１で分
散し、反射鏡２２を介して光路切換え用の鏡２３に入射
するようになっている。この光路切換え用の鏡２３は、
回動可能に枢支されており、その位置に応じて回析格子
２１にて分散した光を第１の検知器２４、または第２の
検知器２５のいずれかの側に切り換えられるようになっ
ている。この場合、第１検知器２４は、一組の光電子増
倍管と増幅器から構成されている。これに対して、第２
検知器２５は４組の光電子増倍管、増幅器の組から構成
されるとともに、光電子増倍管に光を導く光ファイバ２
６の入射端を検出すべき光の波長に対応した位置に配置
されるようになっている。なお、符号２７は波長調整用
のハンドルを示し、このハンドルを操作して回析格子２
１の角度を変えることによって検出する光の波長を調整
する。
分光装置１５の構成を模式的に示したものである。すな
わち、図２において、符号１７、１８、１９、２０は反
射鏡であり、これら反射鏡１７、１８、１９、２０によ
って分光装置１５内に導かれた光は、回析格子２１で分
散し、反射鏡２２を介して光路切換え用の鏡２３に入射
するようになっている。この光路切換え用の鏡２３は、
回動可能に枢支されており、その位置に応じて回析格子
２１にて分散した光を第１の検知器２４、または第２の
検知器２５のいずれかの側に切り換えられるようになっ
ている。この場合、第１検知器２４は、一組の光電子増
倍管と増幅器から構成されている。これに対して、第２
検知器２５は４組の光電子増倍管、増幅器の組から構成
されるとともに、光電子増倍管に光を導く光ファイバ２
６の入射端を検出すべき光の波長に対応した位置に配置
されるようになっている。なお、符号２７は波長調整用
のハンドルを示し、このハンドルを操作して回析格子２
１の角度を変えることによって検出する光の波長を調整
する。
【０００９】このような第１検知器２４または第２検知
器２５の出力は、図１において、９チャンネルのデータ
レコーダ１３に導入され、このデータレコーダ１３にて
収集されたデータは、コンピュータを利用した解析処理
装置３０に入力される。この解析処理装置３０は、解析
処理の結果をＸ−Ｙプロッタなどの表示装置３１にあた
える。その結果、表示装置３１には、解析結果が図４乃
至図９に示すような波形の画像として表示される。な
お、符号３２はディジタルメモリを示している。
器２５の出力は、図１において、９チャンネルのデータ
レコーダ１３に導入され、このデータレコーダ１３にて
収集されたデータは、コンピュータを利用した解析処理
装置３０に入力される。この解析処理装置３０は、解析
処理の結果をＸ−Ｙプロッタなどの表示装置３１にあた
える。その結果、表示装置３１には、解析結果が図４乃
至図９に示すような波形の画像として表示される。な
お、符号３２はディジタルメモリを示している。
【００１０】燃焼室６内の末端ガス部分の発光、または
吸収強度の測定に加えて、ガソリン機関１のシリンダ内
圧力、およびクランク角なども測定される。この場合、
シリンダ内圧力は、シリンダヘッドに設けられた圧力ト
ランスデューサ３３によって検出され、この圧力トラン
スデューサ３３の出力はデータレコーダ１３に供給され
る。また、ノック強度は高周波帯域フィルタ３４を用い
て測定される。クランク角はシャッタ３５を介してクラ
ンク角検出器３６により検出され、このクランク角検出
器３６の出力はデータレコーダ１３に導入される。
吸収強度の測定に加えて、ガソリン機関１のシリンダ内
圧力、およびクランク角なども測定される。この場合、
シリンダ内圧力は、シリンダヘッドに設けられた圧力ト
ランスデューサ３３によって検出され、この圧力トラン
スデューサ３３の出力はデータレコーダ１３に供給され
る。また、ノック強度は高周波帯域フィルタ３４を用い
て測定される。クランク角はシャッタ３５を介してクラ
ンク角検出器３６により検出され、このクランク角検出
器３６の出力はデータレコーダ１３に導入される。
【００１１】本実施例による内燃機関用燃焼測定装置
は、基本的には、以上のように構成されるものであり、
次に、この測定装置を用いた測定について説明する。表
１は、供試機関であるガソリン機関１の仕様を示したも
ので、このガソリン機関１において、図３に示すように
燃焼室６の末端部に設けられた２本の観測窓ホルダ３
８、３８間の末端ガス部分における三種類のラジカル、
すなわち、ＯＨ（３０６．４ｎｍ）、ＣＨ（４３１．５
ｎｍ）、Ｃ２（５１６．５ｎｍ）の挙動を発光法および
吸収法で測定する。
は、基本的には、以上のように構成されるものであり、
次に、この測定装置を用いた測定について説明する。表
１は、供試機関であるガソリン機関１の仕様を示したも
ので、このガソリン機関１において、図３に示すように
燃焼室６の末端部に設けられた２本の観測窓ホルダ３
８、３８間の末端ガス部分における三種類のラジカル、
すなわち、ＯＨ（３０６．４ｎｍ）、ＣＨ（４３１．５
ｎｍ）、Ｃ２（５１６．５ｎｍ）の挙動を発光法および
吸収法で測定する。
【００１２】
【表１】測定にあたっては、オクタン価の異なる３種類
の燃料、 N-heptane （オクタン価；０）、Iso-oc
tane（オクタン価；１００）、Gasoline（オクタン価；
９１）を燃料とし、それぞれ正常燃焼、異常燃焼におけ
る上記三種類のラジカルの発光強度の挙動を燃焼ガス温
度（発光法の場合）、シリンダ内圧力に対応させて同時
に測定をする。この場合、ガソリン機関１のシリンダヘ
ッドへの冷却風量を減じ、正常状態から次第に過熱状態
とし、正常燃焼から異常燃焼に移行することができる。
の燃料、 N-heptane （オクタン価；０）、Iso-oc
tane（オクタン価；１００）、Gasoline（オクタン価；
９１）を燃料とし、それぞれ正常燃焼、異常燃焼におけ
る上記三種類のラジカルの発光強度の挙動を燃焼ガス温
度（発光法の場合）、シリンダ内圧力に対応させて同時
に測定をする。この場合、ガソリン機関１のシリンダヘ
ッドへの冷却風量を減じ、正常状態から次第に過熱状態
とし、正常燃焼から異常燃焼に移行することができる。
【００１３】そこで、図１において、まず燃焼ガスの温
度測定をする場合は、比較光源としてハロゲンランプ８
を用い、スペクトルＤ線反転法を利用して燃焼室６から
の放射エネルギによる出力波形に対してハロゲンランプ
８の輝度を変化させ、温度較正して燃焼ガス温度を測定
する。次に、発光法によりＯＨ、ＣＨ、Ｃ２のラジカル
について同時に発光強度を測定する場合には、ガソリン
機関１の運転条件（吸気圧、混合比）を設定してから温
度目盛りふりの操作を行い、Ｄ線干渉フィルタ（５８
９．３ｎｍ）の代わりに、光学系ＩＩに切り換えて燃焼
室６からの光を光ファイバ１４を介して分光装置１５に
導くことで、発光強度の変化を測定する。この場合、図
２において、分光装置１５では、上記三種類のラジカル
について同時測定を実施するために、鏡２３は、４組の
光電子増倍管、増幅器の組からなる第２検知器２５側に
切り換えておく。なお、光ファイバ２６のそれぞれ入射
端は、ＯＨ（３０６．４ｎｍ）、ＣＨ（４３１．５ｎ
ｍ）、Ｃ２（５１６．５ｎｍ）の各ラジカルに対応する
波長、および燃焼ガス測定に用いるＮａ−Ｄ線（５８
９．３ｎｍ）の波長を検出する位置に予め設定してお
く。
度測定をする場合は、比較光源としてハロゲンランプ８
を用い、スペクトルＤ線反転法を利用して燃焼室６から
の放射エネルギによる出力波形に対してハロゲンランプ
８の輝度を変化させ、温度較正して燃焼ガス温度を測定
する。次に、発光法によりＯＨ、ＣＨ、Ｃ２のラジカル
について同時に発光強度を測定する場合には、ガソリン
機関１の運転条件（吸気圧、混合比）を設定してから温
度目盛りふりの操作を行い、Ｄ線干渉フィルタ（５８
９．３ｎｍ）の代わりに、光学系ＩＩに切り換えて燃焼
室６からの光を光ファイバ１４を介して分光装置１５に
導くことで、発光強度の変化を測定する。この場合、図
２において、分光装置１５では、上記三種類のラジカル
について同時測定を実施するために、鏡２３は、４組の
光電子増倍管、増幅器の組からなる第２検知器２５側に
切り換えておく。なお、光ファイバ２６のそれぞれ入射
端は、ＯＨ（３０６．４ｎｍ）、ＣＨ（４３１．５ｎ
ｍ）、Ｃ２（５１６．５ｎｍ）の各ラジカルに対応する
波長、および燃焼ガス測定に用いるＮａ−Ｄ線（５８
９．３ｎｍ）の波長を検出する位置に予め設定してお
く。
【００１４】また、吸収法によりＯＨ、ＣＨ、Ｃ２の各
ラジカルについて同時に吸収強度を測定する場合には、
比較光源としては、キセノンランプ７を用いる。このキ
セノンランプ７を一定の輝度にて点灯させたままガソリ
ン機関１を運転する。燃焼室６からの光を光学系ＩＩに
切り換えて光ファイバ１４を介して分光装置１５に導い
て、光の吸収の度合いの変化を測定する。なお、このと
き、燃焼ガス温度の測定は行わない。
ラジカルについて同時に吸収強度を測定する場合には、
比較光源としては、キセノンランプ７を用いる。このキ
セノンランプ７を一定の輝度にて点灯させたままガソリ
ン機関１を運転する。燃焼室６からの光を光学系ＩＩに
切り換えて光ファイバ１４を介して分光装置１５に導い
て、光の吸収の度合いの変化を測定する。なお、このと
き、燃焼ガス温度の測定は行わない。
【００１５】以上のようにして、燃焼室６内の末端ガス
部分の発光および吸収をオクタン価の異なる燃料で測定
した例が図４乃至図９である。図４乃至図７は、正常燃
焼の測定例である。このうち、図４はN-heptane 、図５
はIso-octane、図６はGasolineについての測定例であ
る。これら図４乃至図６は吸収の１サイクルと発光の１
サイクルの結果を示している。三種類のＯＨ、ＣＨ、Ｃ
２の各ラジカルの挙動は上が吸収、下が発光となってい
る。図７はIso-octaneでの吸収の１サイクルと混合燃料
での吸収の１サイクルの結果を表示してある。図８と図
９はN-heptane を燃料に用いたときの異常燃焼の測定例
である。図８は図４乃至図６と同様の表示方法であり、
図９は図８における吸収の波形を拡大表示したものであ
る。上記各図とも上からノック振動（圧力振幅）、シリ
ンダ内圧力、ＯＨ、ＣＨ、Ｃ２ラジカルの挙動、燃焼ガ
ス温度（発光法の場合）およびクランク角を示してい
る。また、上記各図において、Ｂ点は前炎反応が始まっ
ていると考えられる点で、Ａ点は火炎が末端ガス部にま
で到達して燃焼が始まった点で、Ｂ−Ａ区間が前炎反応
期間である。
部分の発光および吸収をオクタン価の異なる燃料で測定
した例が図４乃至図９である。図４乃至図７は、正常燃
焼の測定例である。このうち、図４はN-heptane 、図５
はIso-octane、図６はGasolineについての測定例であ
る。これら図４乃至図６は吸収の１サイクルと発光の１
サイクルの結果を示している。三種類のＯＨ、ＣＨ、Ｃ
２の各ラジカルの挙動は上が吸収、下が発光となってい
る。図７はIso-octaneでの吸収の１サイクルと混合燃料
での吸収の１サイクルの結果を表示してある。図８と図
９はN-heptane を燃料に用いたときの異常燃焼の測定例
である。図８は図４乃至図６と同様の表示方法であり、
図９は図８における吸収の波形を拡大表示したものであ
る。上記各図とも上からノック振動（圧力振幅）、シリ
ンダ内圧力、ＯＨ、ＣＨ、Ｃ２ラジカルの挙動、燃焼ガ
ス温度（発光法の場合）およびクランク角を示してい
る。また、上記各図において、Ｂ点は前炎反応が始まっ
ていると考えられる点で、Ａ点は火炎が末端ガス部にま
で到達して燃焼が始まった点で、Ｂ−Ａ区間が前炎反応
期間である。
【００１６】上記図４乃至図９から、燃焼機構を解析し
た結果、次のようなことがわかる。
た結果、次のようなことがわかる。
【００１７】先ず、前炎反応期間におけるＯＨ、ＣＨ、
Ｃ２ラジカルの同時測定により、これらのラジカルの挙
動は燃料のオクタン価により相違があることが明らかに
なる。また、火花ノックの異常燃焼が発生するサイクル
では、正常燃焼の前炎反応で生じていたＯＨ、ＣＨ、Ｃ
２ラジカルのうち、ノック領域の前炎反応でＣＨ、Ｃ２
ラジカルはほとんど現われないのに対し、ＯＨラジカル
は次第に増加する。その後、自己着火の発生で各ラジカ
ルは急激に増加し、最高値を示す直前でノック振動が開
始することがわかる。このように前炎反応からノック振
動開始までの期間でＯＨ、ＣＨ、Ｃ２の各ラジカルに対
応する波長の光を同時測定することで、これらのラジカ
ルがオクタン価の相違や、正常燃焼と異常燃焼とで異な
る挙動を現すことが明らかにされ、末端ガス中の前炎反
応から自己着火に至るまでの反応機構の解析に有効なデ
ータが得られる。
Ｃ２ラジカルの同時測定により、これらのラジカルの挙
動は燃料のオクタン価により相違があることが明らかに
なる。また、火花ノックの異常燃焼が発生するサイクル
では、正常燃焼の前炎反応で生じていたＯＨ、ＣＨ、Ｃ
２ラジカルのうち、ノック領域の前炎反応でＣＨ、Ｃ２
ラジカルはほとんど現われないのに対し、ＯＨラジカル
は次第に増加する。その後、自己着火の発生で各ラジカ
ルは急激に増加し、最高値を示す直前でノック振動が開
始することがわかる。このように前炎反応からノック振
動開始までの期間でＯＨ、ＣＨ、Ｃ２の各ラジカルに対
応する波長の光を同時測定することで、これらのラジカ
ルがオクタン価の相違や、正常燃焼と異常燃焼とで異な
る挙動を現すことが明らかにされ、末端ガス中の前炎反
応から自己着火に至るまでの反応機構の解析に有効なデ
ータが得られる。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、３種類のラジカルに対応する波長の光を発光
法、吸収法で測定でき、燃焼機構の解析に有効なデータ
を得ることができる。従って、本発明は、ノッキング発
生のメカニズムの解明や、燃費、熱効率の改良を目的と
する研究開発に資する手段を提供するものである。
によれば、３種類のラジカルに対応する波長の光を発光
法、吸収法で測定でき、燃焼機構の解析に有効なデータ
を得ることができる。従って、本発明は、ノッキング発
生のメカニズムの解明や、燃費、熱効率の改良を目的と
する研究開発に資する手段を提供するものである。
【図１】本発明による内燃機関用燃焼測定装置のシステ
ム全体の一実施例を示す構成説明図である。
ム全体の一実施例を示す構成説明図である。
【図２】同内燃機関用燃焼測定装置の分光器の構成を示
した説明図。
した説明図。
【図３】ガソリン機関のシリンダヘッドにおける測定位
置を示した説明図。
置を示した説明図。
【図４】Ｎ−heptane を燃料として正常燃焼のときの測
定結果の例を示す図。
定結果の例を示す図。
【図５】Ｉso-octane を燃料として正常燃焼のときの測
定結果の例を示す図。
定結果の例を示す図。
【図６】Ｇasoline を燃料として正常燃焼のときの測定
結果の例を示す図。
結果の例を示す図。
【図７】Ｉso-octane とガソリンの混合燃料で正常燃焼
のときの測定結果の例を表した図。
のときの測定結果の例を表した図。
【図８】Ｎ−heptane を燃料として異常燃焼のときの測
定結果の例を示す図。
定結果の例を示す図。
【図９】図８の要部を拡大して表した図。
１ ガソリン機関 ２ 動力計 ３ はずみ車 ４ 燃料タンク ６ 燃焼室 ７ ハロゲンランプ ８ キセノンランプ １４ 光ファイバ １５ 分光装置 ２３ 切り換え用鏡 ２５ 検知器 ３０ 演算装置 ３１ 表示装置 ３３ 圧力トランスデューサ ３６ クランク角検出器
【手続補正書】
【提出日】平成３年１１月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】上記目的を達成するために、本発明は、比
較光源と、内燃機関の燃焼室を通過する光を導く光学系
と、上記光学系に導かれた光を分散させるとともに、燃
焼ガス中の２種類以上のラジカルにそれぞれ対応する波
長を同時に検出する検知器を有する分光装置と、上記検
知器の出力に基づき上記ラジカルに対応する波長での光
の発光および／または吸収を解析する解析処理装置と、
上記解析処理装置の出力に従って解析結果を波形表示す
る表示装置とを具備することを特徴とするものである。
較光源と、内燃機関の燃焼室を通過する光を導く光学系
と、上記光学系に導かれた光を分散させるとともに、燃
焼ガス中の２種類以上のラジカルにそれぞれ対応する波
長を同時に検出する検知器を有する分光装置と、上記検
知器の出力に基づき上記ラジカルに対応する波長での光
の発光および／または吸収を解析する解析処理装置と、
上記解析処理装置の出力に従って解析結果を波形表示す
る表示装置とを具備することを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】以上の説明から明らかなように、本発明に
よれば、２種類以上のラジカルに対応する波長の光を発
光法、吸収法で測定でき、燃焼機構の解析に有効なデー
タを得ることができる。従って、本発明は、ノッキング
発生のメカニズムの解明や、燃費、熱効率の改良を目的
とする研究開発に資する手段を提供するものである。
よれば、２種類以上のラジカルに対応する波長の光を発
光法、吸収法で測定でき、燃焼機構の解析に有効なデー
タを得ることができる。従って、本発明は、ノッキング
発生のメカニズムの解明や、燃費、熱効率の改良を目的
とする研究開発に資する手段を提供するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池 田 秀 一 埼玉県朝霞市岡３−９−22 (72)発明者 新 井 淳 一 千葉県流山市駒木台495−26
Claims (1)
- 【請求項１】比較光源と、 内燃機関の燃焼室を通過する光を導く光学系と、 上記光学系に導かれた光を分散させるとともに、燃焼ガ
ス中の３種類のラジカルにそれぞれ対応する波長を同時
に検出する検知器を有する分光装置と、 上記検知器の出力に基づき上記ラジカルに対応する波長
での光の発光および／または吸収を解析する解析処理装
置と、 上記解析処理装置の出力に従って解析結果を波形表示す
る表示装置とを具備することを特徴とする内燃機関用燃
焼測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26893691A JPH05149190A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 内燃機関用燃焼測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26893691A JPH05149190A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 内燃機関用燃焼測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05149190A true JPH05149190A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=17465343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26893691A Pending JPH05149190A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 内燃機関用燃焼測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05149190A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT1747U1 (de) * | 1996-11-06 | 1997-10-27 | Avl List Gmbh | Verfahren zur messung der temperatur im brennraum einer brennkraftmaschine |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01305342A (ja) * | 1988-06-02 | 1989-12-08 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンの空燃比計測装置 |
| JPH0315646A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-24 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼制御装置 |
| JPH0325352A (ja) * | 1989-06-23 | 1991-02-04 | Hitachi Ltd | 火炎断層計測法 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP26893691A patent/JPH05149190A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01305342A (ja) * | 1988-06-02 | 1989-12-08 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンの空燃比計測装置 |
| JPH0315646A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-24 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼制御装置 |
| JPH0325352A (ja) * | 1989-06-23 | 1991-02-04 | Hitachi Ltd | 火炎断層計測法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT1747U1 (de) * | 1996-11-06 | 1997-10-27 | Avl List Gmbh | Verfahren zur messung der temperatur im brennraum einer brennkraftmaschine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Iida | Combustion analysis of methanol-fueled active thermo-atmosphere combustion (ATAC) engine using a spectroscopic observation | |
| Brackmann et al. | Laser-induced fluorescence of formaldehyde in combustion using third harmonic Nd: YAG laser excitation | |
| Noguchi et al. | A study on gasoline engine combustion by observation of intermediate reactive products during combustion | |
| CN101535797B (zh) | 反应分析装置及测量系统 | |
| Merola et al. | Knock investigation by flame and radical species detection in spark ignition engine for different fuels | |
| JPH06273322A (ja) | カメラ、分光システムおよびこれらを用いた燃焼評価装置 | |
| Joshi et al. | Laser-induced breakdown spectroscopy for in-cylinder equivalence ratio measurements in laser-ignited natural gas engines | |
| US5186146A (en) | Combustion evaluation apparatus and combustion controller | |
| Richter et al. | Optical diagnostics applied to a naturally aspirated homogeneous charge compression ignition engine | |
| US20090002684A1 (en) | High-speed spectrographic sensor for internal combustion engines | |
| Catapano et al. | Characterization of ethanol blends combustion processes and soot formation in a GDI optical engine | |
| Ohyama et al. | Study on mixture formation and ignition process in spark ignition engine using optical combustion sensor | |
| Cheng et al. | Hyperspectral image reconstruction from colored natural flame luminosity imaging in a tri-fuel optical engine | |
| Knapp et al. | Polarization separated spatially resolved single laser shot multispecies analysis in the combustion chamber of a realistic SI engine with a tunable KrF excimer laser | |
| JPH05149190A (ja) | 内燃機関用燃焼測定装置 | |
| Ahmed et al. | CO2 concentration measurements inside expansion-compression engine under high EGR conditions using an infrared absorption method | |
| Geiser et al. | Combustion control with the optical fibre fitted production spark plug | |
| Richardson et al. | Misfire, knock and NOx mapping of a laser spark ignited single cylinder lean burn natural gas engine | |
| Shoji et al. | Clarification of abnormal combustion in a spark ignition engine | |
| Alger et al. | The effect of sparkplug design on initial flame kernel development and sparkplug performance | |
| Nagase et al. | A study of NOx generation mechanism in diesel exhaust gas | |
| Wytrykus et al. | Improving combustion process by using a high speed UV-sensitive camera | |
| Remboski et al. | An optical sensor for spark-ignition engine combustion analysis and control | |
| JPH07133927A (ja) | 燃焼器制御装置 | |
| Knapp et al. | Quantitative in-cylinder NO LIF measurements with a KrF excimer laser applied to a mass-production SI engine fueled with isooctane and regular gasoline |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970527 |