Papers - Iida, Norimasa

Research Committee on Optimized and Sophisticated Combustion Technology for High-Efficiency Clean Next-Generation Diesel Engines Contributing to Low-Carbon Society

IIDA NORIMASA

日本機械学会　イノベーションセンター研究協力事業委員会 RC252 低炭素社会実現に資する高効率ディーゼル機関の燃焼の最適化および高度化に関する研究分科会　研究報告書（中間） (一般社団法人 日本機械学会)     3-7 2012.06

Research paper (other academic), Joint Work

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RC252研究分科会の主査を務めた。中間報告書の巻頭言として，研究分科会の1.研究目的，2.期待される研究成果，3.研究期間，4.研究活動の内容，等々について紹介した。

1.4 希薄・希釈予混合気の化学反応過程 -EGR率がHCCI機関の着火燃焼過程に及ぼす影響-

IIDA NORIMASA

日本機械学会　イノベーションセンター研究協力事業委員会 RC252 低炭素社会実現に資する高効率ディーゼル機関の燃焼の最適化および高度化に関する研究分科会　研究報告書（中間） (一般社団法人 日本機械学会)     37-44 2012.06

Research paper (other academic), Joint Work

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HCCI combustion offers both high efficiency and very low NOx and particulate matter emissions. However, operating range of HCCI engines is limited by an excessive PRR(Pressure Rise Rate) in high load region, which is the main reason of engine knock. For this problem shown in HCCI combustion, ignition timing should be retarded after TDC(Top Dead Center) by controlling gas temperature property, and in addition, combustion duration also has a need to be ensured adequetely. EGR (Exhaust Gas Recirculation) gas is known to have impacts on the history of gas temperature, and the objective of this study is to investigate the influence of EGR ratio on combustion characteristics. The computational modeling work is conducted by using a single-zone code with detailed chemical kinetics. Then, in order to investigate the mechanism of influence of EGR ratio, contribution matrix, which is a method to extract important reaction paths from a reaction mechanism, has been used.

The investigation about the Effects of Thermal Stratification in Combustion Chamber on HCCI Combustion Fueled with DME/n-Butane Using Rapid Compression Machine

Dr. Ock Taeck Lim and Norimasa Iida

Experimental Thermal and Fluid Science (Elsevier Inc.)  39   123-133 2012.05

Research paper (scientific journal), Joint Work, Accepted

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The HCCI combustion mode poses its own set of narrow engine operating by knocking. In order to solve this, inhomogeneity method of mixture and temperature is suggested. The purpose of this research is to get fundamental knowledge about the effect of thermal stratification on HCCI combustion of DME/n-Butane–air mixture. The temperature stratification is made by buoyancy effect in combustion chamber of RCM. The analysis items are pressure, temperature of in-cylinder gas and combustion duration. In addition, the structure of flames using the two dimensional hemiluminescence’s images by a framing camera are analyzed. Under stratification, the LTR starting time and the HTR starting time are anced
than that of homogeneous. Further, the LTR period of homogeneous conditions became shorter than that of the stratified conditions. With the case of homogeneous condition, the luminosity duration becomes shorter than the case of stratified condition. Additionally, under stratified condition, the brightest luminosity intensity is delayed longer than at homogeneous condition.

Internal Combustion Engines and the Potential of Low Temperature Combustion for the Ultimate Thermal Efficiency

IIDA NORIMASA

Journal of Society of Automotive Engineers of Japan (公益社団法人 自動車技術会)  66 ( 4 ) 4--10 2012.04

Research paper (scientific journal), Single Work

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This paper focuses on technologies of internal combustion engines to reduce NOx, PM, and CO2 Emissions. After a brief review of combustion principles and the thermal efficiency of reciprocating engines, the combustion technologies for the ultimate thermal efficiency of engines will be discussed. In addition, the potential of low temperature combustion for higher thermal efficiency is described for HCCI, PCCI and SI combustion.

第22回内燃機関シンポジウム報告

IIDA NORIMASA

JSAE Engine Review ((社)自動車技術会)  2 ( 1 )  2012.03

Research paper (scientific journal), Single Work

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2011年11月30日（火）～12月 1日（木）に東工大蔵前会館にて，第22回内燃機関シンポジウム（幹事学会：自動車技術会，共催学会：日本機械学会）が開催された。テーマは 「エンジンテクノロジーの高度化とその伝承」。不安定な経済状況にも関わらず428名（内訳：有料405名，招待23名）の方々が参加した。3室21のセッションにて合計98編の講演発表が行われ，２件の「基調講演」に加えて，若手とベテランの研究技術の伝承の場として「先進内燃機関セミナー」，そして産学協力をテーマとする「討論会」が企画された。同シンポのイベントおよび講演レビューをおこなった。 （飯田）

3.4C: Analysis of Transient Chemical Composition in HCCI and Mechanisms Controlling Ignition. 22.HCCI機関の回転速度が着火燃焼過程に及ぼす影響

IIDA NORIMASA

日本機械学会　イノベーションセンター研究協力事業委員会 RC247 光応用計測と数値解析による革新的燃焼技術の進展に関する国際協力研究分科会　研究報告書（最終） (一般社団法人 日本機械学会)   ( 3.4C [22] ) 219-232 2012.03

Research paper (other academic), Joint Work

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　HCCI機関における自己着火燃焼過程を解明するために，着火時期に影響を及ぼす要因として圧縮速度に着目し，詳細な素反応モデルを用いた0次元数値計算を用いて圧縮速度がHCCI燃焼特性に及ぼす影響を調査した．また安東,桑原の提案する寄与度行列を用いて，主要な反応経路の違いの有無の確認と各種中間生成物の蓄積量について詳しく調査することで，圧縮速度がHCCI燃焼特性に影響を及ぼすメカニズムの解明を試みた．

講習会テキスト： 予混合圧縮着火エンジンの燃焼の機構と実現のための技術

IIDA NORIMASA

日本機械学会エンジンシステム部門企画 基礎教育講習会「エンジン技術の基礎と応用(その24)」 ((社)日本機械学会)   ( No.11-96 ) 1-5 2011.11

Research paper (other academic), Single Work

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近代のガソリン機関の燃焼システムは，高効率を実現ために軽度なノッキングが生じる条件化で運転されることがあり，火炎伝ぱ燃焼の燃焼終期にHCCI的燃焼が存在しうる。高効率を追求する近代のディーゼル機関では，排気清浄化および熱損失低減を目的に低温燃焼が志向され，従来の拡散的燃焼に加えて，高EGR率，高過給の条件下での予混合的自己着火燃焼が導入されて意る。近代エンジンの燃焼を理解するには，HCCI燃焼過程の理解が必須である。HCCI機関の実現のための技術課題として次の４点が挙げられる。すなわち，１．着火タイミングの制御(燃焼位相の最適化)，2.高負荷運転の実現(高い圧力上昇率によるノッキングの発生回避)，3.燃焼完結性の確保(CO，HCの低減，高効率の実現)，4.サイクル変動の制御(燃焼のロパスト性確保)である。本講習では，予混合圧縮自己着火燃焼の機構について，素反応数値解析の例を示して，理解を深めるとともに，HCC機関の実現のためにために4つの課題克服にチャレンジした先人研究者の取り組みについて紹介する。

「JSAE エンジンレビュー（JSAE Engine Review)」発刊に向けて

IIDA NORIMASA

JSAE Engine Review ((社)自動車技術会)  1 ( 1 )  2011.08

Research paper (scientific journal), Single Work

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自動車技術会では、「エンジンテクノロジーレビュー」誌（以下ETR誌）（発行：株式会社養賢堂）が2011年2月をもって休刊したことを受け、その後継誌として電子版「JSAEエンジンレビュー（JSAE Engine Review)」を発刊することとなりました。
近年の技術開発全般に共通することとして、どの領域でも一企業が最先端を維持するのが困難なところまで技術の高度化・統合化が進んでいます。素材分野では制御困難なナノレベルにまで微細化が進み、対極にあるソフト分野でもシステムは巨大化しており、こちらも制御が困難になっています。エンジン技術も例外ではありません。エンジンシステムの高度化、複雑化さらには統合化に伴い、課題となるのが技術の伝承と次世代エンジニアの育成です。
電子版「JSAE エンジンレビュー」誌は、ベテランのエンジニアには引き続き「エンジンの可能性を追求する技術者のために高度で専門の技術情報」を提供するとともに、学生、企業若手エンジニアには「内燃機関の基礎から最先端技術が学べるリテラシィ情報」を提供することをその役割として掲げ、定期刊行誌として、さらなる発展を図りたいと思います。

Effect of Compression Speed on HCCI Combustion Process

IIDA NORIMASA,MASATO KANEHARA

日本機械学会　研究協力部会RC242　次世代高効率・クリーンディーゼル機関のための高度燃焼制御に関する研究分科会　研究報告書（最終） ((社)日本機械学会)   ( 1-5 ) 33-38 2011.06

Research paper (other academic), Joint Work

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In HCCI Engine, combustion is affected by change of compression speed corresponding to engine speed or compression ratio. The purpose of this study is to investigate the mechanism of influence of engine speed on HCCI combustion characteristics by using numerical analysis. At first, the influence of engine speed was shown. And then, in order to clarify the mechanism of influence of engine speed, results of kinetics computations were analyzed to investigate the elementary reaction path for heat release at transient temperatures by using contribution matrix.

化学発光計測を用いた不均質給気がHCCI燃焼過程に及ぼす影響の調査

Norinasa IIDA , Taketora NAIKI

日本機械学会　研究協力部会RC247　光応用計測と数値解析による革新的燃焼技術の進展に関する国際協力研究分科会　研究報告書（中間） ((社)日本機械学会)     25-30 2011.06

Research paper (other academic), Joint Work

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HCCI燃焼における予混合気の燃料濃度を不均質に供給することにより圧力上昇率が低減する効果を４ストローク単気筒可視化エンジンを用いて化学発光計測を行い調査した。低温酸化反応の発熱量の差が予混合気の局所における着火タイミングを分散を与え，その結果として，各局所の燃焼位相に差異が生じ，オーバーオールの燃焼期間の長期化および圧力上昇率の低減がもたらされるメカニズムを解明した。

回転速度がHCCI機関の着火および燃焼に及ぼす影響： －HCCI燃焼エンジンに最高回転速度は存在するか？－

IIDA NORIMASA

日本機械学会　研究協力部会RC244　多様化する燃料とその特性を活かした低環境負荷動力システムに関する研究分科会　研究報告書（中間） ((社)日本機械学会)     64-72 2011.04

Research paper (other academic), Joint Work

Effect of Eco-driving on Real-world Emission: -Relationship between Early Shift-up and Emission Characteristics of CO2 and NOx during Driving Diesel Freight Vehicle-

Susumu SATO, Hisakazu Suzuki (National Traffic Safety and Environment Laboratory), Masayoshi Miya, Norimasa Iida (Keio University)

エンジンテクノロジーレビュー　機械の研究２月号別冊 (株式会社養賢堂)  2 ( 6 ) 55-61 2011.02

Research paper (scientific journal), Joint Work

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運輸部門からの地球温暖化ガス削減のためにエコドライブ活動が推進されている。しかしエコドライブによりCO2削減が見込まれるものの，NOx等有害排出成分への影響は明らかでない。本研究では車載型排出ガス計測システムを搭載したディーゼル貨物車を用い，エコドライブがリアルワールドエミッションに及ぼす影響を解析した。

特別講義:燃焼　エンジンの「はじまり」と「燃焼」

牧野茂雄，梅津成美，萬澤琴美，飯田訓正

Motor Fan illustrated Vol.51 (株式会社三栄書房)  51   74-77 2011.01

Research paper (scientific journal), Joint Work

Mechanism of Road Side NOx Pollution Exhausted by On-Road Driving Vehicle: –Comparison between Vehicle Adopted for New Long Term Regulation and Vehicle Adopted for Long Term Regulation Using On-board Measurement System–

Masayoshi Miya, Susumu SATO (National Traffic Safety and Environment Laboratory), Norimasa Iida

自動車技術会論文集 (（社）自動車技術会)  42 ( 1 ) 231-236 2011.01

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Accepted

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自動車排出ガスに含まれる窒素酸化物は特定箇所に集中して排出される事でホットスポットと呼ばれる汚染を生じ，沿道にいる人に健康被害をもたらす．本研究では新長期規制適合車に車載型排出ガス計測装置を搭載して路上試験を行い，ホットスポット発生機構の解析および新長期規制車のホットスポット低減効果の評価を行った．

Engine as a Component of Society

IIDA NORIMASA

ENGINE TECHNOLOGY REVIEW (株式会社養賢堂)  2 ( 5 ) 2-5 2010.12

Research paper (scientific journal), Single Work

圧縮速度がHCCI 燃焼特性に影響を与えるメカニズムに関する研究

IIDA NORIMASA

日本機械学会　研究協力部会RC242　次世代高効率・クリーンディーゼル機関のための高度燃焼制御に関する研究分科会　研究報告書（中間） ((社)日本機械学会)   ( 1.5 ) - 2010.11

Research paper (other academic), Joint Work

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HCCI 機関では高負荷運転時にノッキングが生じるため，HCCI 運転時のIMEP に限界が生じる．ノッキング回避手法の一つとして，遅角燃焼が注目されているが，過度の遅角化は失火サイクルを含む燃焼変動につながるため遅角時の安定運転が重要となる．本研究では着火時期に影響を与える要因として圧縮速度に着目し，素反応数値計算を用いて圧縮速度が燃焼特性に与える影響を調査するとともに，圧縮速度が燃焼特性に影響を及ぼすメカニズムの解析を試みる．

Analysis of the Effect of Eco-driving on Real-world Emission: -Relationship between Early Shift-up and Emission Characteristics of CO2 and NOx during Driving Diesel Freight Vehicle-

Susumu SATO, Hisakazu Suzuki (National Traffic Safety and Environment Laboratory), Masayoshi Miya, Norimasa Iida (Keio University)

自動車技術会論文集 (（社）自動車技術会)  41 ( 6 ) 1397-1403 2010.11

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Accepted

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運輸部門からの地球温暖化ガス削減のためにエコドライブ活動が推進されている。しかしエコドライブによりCO2削減が見込まれるものの，NOx等有害排出成分への影響は明らかでない。本研究では車載型排出ガス計測システムを搭載したディーゼル貨物車を用い，エコドライブがリアルワールドエミッションに及ぼす影響を解析した。

Low Temperature Combustion Research on Internal Combustion Engine

IIDA NORIMASA

ENGINE TECHNOLOGY REVIEW (株式会社養賢堂)  2 ( 3 ) 2-5 2010.08

Research paper (scientific journal), Single Work

Analysis and Control of Cyclic Dispersion in an HCCI Engine

NAGAI KENITIROU,SI TYOU,IIDA NORIMASA

日本機械学会論文集（Ｂ編） (（社）日本機械学会)  76 ( 764 ) 181-188 2010.04

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Accepted

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Homogeneous Charge Compression Ignition(HCCI) engine has the potential to achieve lower NOx and PM emissions with high thermal efficiency. Although it has these merits, operation region is still limited by knocking. Combustion phasing retard is one of the methods to avoid knocking. However, excessive retard of CA50 will lead to unstable combustion. In this study, we developed a combustion control system for HCCI engine fuelled with DME. The cyclic dispersion mechanism on the excessive retard of CA50 was analyzed. And the controlling road map for reducing combustion variations was obtained. Based on these results, reduction of cyclic dispersion is realized by combustion control.

遅角燃焼時におけるHCCI機関の燃焼ロバスト性 (マルチゾーンモデルを用いた素反応数値解析)

IIDA NORIMASA

日本機械学会　研究協力部会RC238　数値解析と計測による燃焼技術の発展に関する国際協力研究分科会　研究報告書 1.5F: Spray and Combustion in Diesel Engine ((社)日本機械学会)     53-61 2010.03

Research paper (other academic), Single Work

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反応論的に自己着火時期を遅延させる効果を持ち、また蒸発潜熱の大きいEthanolを予混合気に中に筒内直接噴射して温度不均一を寄与するとともに、局所の着火時期の分散効果による圧力上昇率低減効果について検証したので報告する。