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序章 |
ディーゼルエンジンのしくみとその技術開発の歴史 |
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エンジン燃焼技術 |
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1-1 | ディーゼルエンジン技術開発の最新動向と今後の展望 |
1. | はじめに |
2. | 今後の自動車用動力源に対する要求とディーゼルエンジン |
3. | ディーゼル燃焼新技術 |
3.1 | 排気再循環(EGR) |
3.2 | コモンレール燃料噴射系 |
3.3 | 過給技術とディーゼルエンジン |
3.4 | ディーゼルエンジンにおける予混合圧縮着火燃焼の試み |
3.5 | ディーゼル燃焼における予混合化の意義 |
4. | ディーゼル燃料の今後 |
5. | あとがき |
1-2 | ディーゼル燃焼とシミュレーション解析 |
1. | 序論 |
2. | ディーゼルエンジンのシミュレーション解析 |
2.1 | ディーゼル噴霧の発達過程 |
2.2 | ディーゼル燃焼におけるPM,NOX の生成過程概論 ■ 着火過程 ■ 排出ガス生成過程 |
2.3 | エンジン内の燃焼 |
1-3 | ターボチャージャー技術の開発 |
1. | ターボチャージャーの基本的な特性 |
1.1 | コンプレッサー ■ 形状 ■ コンプレッサーの特性を決定する代表的な形状パラメータ ■ コンプレッサー性能マップの読み取り方 ■ コンプレッサーの1 次選定と調整 |
1.2 | タービン ■ 定義とその形状 ■ タービンマップの読み取り方 ■ タービンの選定と性能改善 |
2. | クリーンディーゼル向けターボチャージャー技術 |
2.1 | 要求と達成手段 ■ 現在の要求 ■ 達成の手段とポイント
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2.2 | タービンの可変化と制御 ■ 可変化の目的の変遷 ■ 可変ターボチャージャー制御方法 ■ 制御システム例 ■ 排出ガス清浄化のための精密制御の必要性 ■ 可変ターボチャージャー使用時の課題と対策 |
2.3 | 可変ターボチャージャーのEGR への対応 ■ EGR 還流方法 ■ より高いEGR 率を実現する場合のターボチャージャーへの影響 ■ 可変ターボチャージャーの信頼性上の留意点 |
2.4 | 次世代型ターボチャージャー技術 ■ 高回転+ 長寿命への技術 ■ ワイドレンジ化(許容流量範囲の拡大) ■ 高温度運転と後処理への対応 |
2.5 | まとめ:ターボチャージャー最新技術の開発 |
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1-4 | コモンレールシステムの開発 |
1. | はじめに |
2. | 排出ガス低減に向けて |
3. | ジャーク式噴射システム |
4. | コモンレールシステムとインジェクター |
5. | 高圧ポンプ |
6. | ソフトウェアファンクション |
6.1 | IQA (injector quantity adjustment) |
6.2 | PWC (pressure wave compensation) |
6.3 | パイロット噴射量の補正 |
6.4 | ラムダコントロール |
7. | おわりに |
1-5 | HCCI エンジンの燃焼と研究開発動向 |
1. | はじめに |
2. | 内燃機関の課題 |
2.1 | エンジンの熱効率向上 |
2.2 | 有害排出ガスの低減 |
3. | HCCI 燃焼の利点と特徴 |
4. | HCCI の課題 |
4.1 | 着火の誘発と制御 |
4.2 | 高負荷側運転領域の拡大 |
4.3 | 低負荷側運転領域の拡大 |
4.4 | HC・CO の排出量が多い |
4.5 | 触媒暖機性能の向上 |
4.6 | SI-HCCI,Diesel-HCCI モード切り替え制御 |
5. | HCCI の研究開発動向 |
5.1 | 課題解決に向けた手法 ■ 着火の誘発と制御 ■ 高負荷側運転領域の拡大 ■ 低負荷側運転領域の拡大 |
5.2 | HCCI エンジンシステムの例 ■ ディーゼルベースのHCCI エンジン ■ ガソリンベースのHCCI エンジン |
6. | おわりに |
1-6 | 水素ディーゼルエンジンの研究開発動向 |
1. | まえがき |
2. | 燃料としての水素の特性 |
3. | 水素エンジンの研究開発動向 |
4. | 直接噴射式水素ディーゼルエンジンの研究開発 |
4.1 | 非定常水素噴流の混合気形成過程 |
4.2 | 自着火・燃焼過程の解析 |
4.3 | DME―水素デュアルフューエル型ディーゼルエンジンの基礎的研究 |
5. | まとめ |
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排出ガス後処理技術と触媒 |
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2-1 | 排出ガス後処理技術開発の最新動向と今後の展望 |
1. | はじめに |
2. | PM 低減技術 |
3. | NOX 低減触媒 |
3.1 | 尿素SCR |
3.2 | NOX 吸蔵還元触媒 |
3.3 | コンバインドシステム |
3.4 | その他のNOX 低減技術 |
4. | おわりに |
2-2 | 商用車用DPF の開発 |
1. | まえがき |
2. | 連続再生式DPF の基本特性 |
2.1 | 各種DPF システムのPM 酸化速度 |
2.2 | 実車におけるDPF の連続再生性能 |
2.3 | DPF の信頼性 |
3. | DPF システム |
4. | 強制再生手法 |
4.1 | 試験装置と試験条件 |
4.2 | 強制再生の考え方 |
4.3 | 強制再生の試験結果 ■ 触媒昇温制御(1st stage) ■ フィルター昇温制御(2nd stage) |
5. | DPF システムのロバスト性向上 |
5.1 | 渋滞走行,極低速モードへの対応 |
5.2 | さまざまな走行環境での昇温性能の確認 |
6. | 強制再生システムに適した前段触媒の開発 |
6.1 | 前段酸化触媒に求められる基本特性 ■ 触媒調製 ■ モデルガス試験による燃料燃焼性能調査 ■ モデルガス試験によるNO2 生成性能調査 |
6.2 | 実機試験結果 ■ 強制再生時における昇温性能調査 ■ 耐熱性調査 |
7. | まとめ |
2-3 | PM,NOX 後処理技術の開発 |
1. | はじめに |
2. | DPF システム |
2.1 | NO2 による低温PM 酸化 |
2.2 | 触媒担持DPF による低温PM 酸化 |
2.3 | 燃料添加剤による低温PM 酸化 |
2.4 | DPF システムにおけるPM の強制焼却技術 |
3. | NOX 触媒システム |
3.1 | 吸蔵還元型NOX 触媒システム |
3.2 | HC 選択還元型NOX 触媒システム |
3.3 | 尿素選択還元型NOX 触媒システム |
4. | DPF システムとNOX 触媒システムの組み合わせ技術 |
4.1 | DPNR のメカニズム |
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5. | DPNR 触媒の概要 |
5.1 | DPNR 触媒基材 |
5.2 | DPNR 用吸蔵還元型NOX 触媒 |
6. | DPNR 空燃比制御技術 |
6.1 | 排気系燃料噴射によるリッチ化技術の課題 |
6.2 | DPNR の硫黄被毒と回復制御 |
7. | S トラップDPNR |
7.1 | S トラップDPNR の性能 |
8. | 触媒構成の簡素化 |
2-4 | 尿素SCR 噴射技術の開発 |
1. | はじめに |
2. | 尿素SCR システム |
2.1 | SCR 触媒の還元反応 |
2.2 | SCR システムの構成 |
3. | SCR システムにおける最適化の取り組み |
3.1 | シミュレーションを活用した排気管形状の最適化 |
3.2 | 排気管形状最適化によるNOX の低減効果 |
3.3 | 排ガス昇温の影響 |
4. | エンジンシステムと排ガス後処理システムの協調 |
5. | おわりに |
2-5 | 酸化触媒 |
1. | 酸化触媒の種類 |
2. | 自動車用酸化触媒 |
3. | ディーゼル用酸化触媒 |
2-6 | 電気化学セラミックデバイスを用いるNOX・PM 低減技術の開発 |
1. | はじめに |
2. | 電気化学方式での排ガス浄化 |
3. | 電気化学セラミックデバイスでの固体炭素の直接分解 |
4. | 低温化技術 |
5. | おわりに |
2-7 | ディーゼル自動車事業への展開を実現した多孔質体技術 |
1. | はじめに |
2. | 再結晶法によるSiC 多孔質体の作成法とその利用 |
3. | PM 再生とPM 再生量の最適化 |
4. | PM 再生と再結晶SiC-DPF の耐熱衝撃性 |
5. | 再結晶SiC-DPF の耐疲労性 |
6. | 再結晶SiC-DPF のPM ろ過効率 |
7. | 触媒設計 |
8. | まとめ |
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バイオディーゼル燃料製造技術 |
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3-1 | バイオディーゼル燃料の製造とエンジン燃焼技術 |
1. | はじめに |
2. | バイオディーゼルの製造方法 |
2.1 | 触媒法 |
2.2 | 無触媒法 |
3. | FAME 使用における排気低減技術 |
3.1 | DPF |
3.2 | ディーゼル酸化触媒 |
3.3 | セタン価向上剤添加,噴射時期遅延と高圧燃料噴射 |
3.4 | EGR |
4. | 最新エンジン燃焼技術と燃料としての課題 |
3-2 | バイオディーゼル燃料製造技術の開発 |
1. | はじめに |
2. | 既存のバイオディーゼル燃料製造技術 |
3. | Saka 法によるバイオディーゼル燃料製造技術 |
4. | Saka-Dadan 法によるバイオディーゼル燃料製造技術 |
5. | 超臨界酢酸メチル法によるバイオディーゼル燃料製造 |
6. | バイオディーゼル燃料の品質規格 |
3-3 | バイオディーゼルの大量生産とCO2 排出権 |
1. | バイオディーゼル燃料利用の背景 |
2. | BDF 先進国であるEU およびドイツの現状 |
3. | 日本の現状と今後の市場 |
4. | 大量生産の課題と対策 |
4.1 | 大規模プランテーション構築に適した油糧植物の探索 |
4.2 | BDF 生産用油糧植物の新規育種 |
4.3 | 軽油代替燃料および原料の多様化 |
5. | CO2 排出権の現状と展望 |
5.1 | EU における最近の取り組み |
5.2 | 国内の自主参加型排出量取引制度 |
5.3 | ポスト京都議定書の対策 |
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6. | おわりに |
3-4 | バイオディーゼル燃焼における排出ガス低減技術 |
1. | はじめに |
2. | 燃料性状の特徴 |
2.1 | 試験用単気筒エンジンによる燃焼解析 ■ 排出ガス特性 ■ 燃焼特性 |
2.2 | 試験用多気筒エンジンでの排出ガス改善 ■ 試験用エンジン ■ 燃焼特性 ■ 排出ガス特性 |
2.3 | RME 使用時の超低公害化の実現 |
3. | おわりに |
3-5 | 各種燃料(低イオウ系,天然ガス系,石炭系など)の開発動向 |
1. | はじめに |
2. | 軽油の製造と低硫黄化 |
2.1 | 軽油の超深度脱硫 |
2.2 | 超深度脱硫に伴う触媒活性劣化 |
2.3 | 耐硫黄性貴金属触媒の開発 |
3. | 他の石油留分からの軽油製造技術 |
3.1 | 軽質循環油の水素化精製 |
3.2 | 重油の軽質化 |
3.3 | コーキング |
4. | 石油以外の炭素資源からの軽油代替燃料の製造 |
4.1 | 直接液化法 |
4.2 | 間接液化法 ■ FT 合成 ■ DME 燃料 |
5. | おわりに |
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ディーゼルエンジン排出物と環境・健康への影響 |
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4-1 | ディーゼル車排出ガス規制の強化とその対策技術 |
1. | はじめに |
2. | 今後の排出ガス規制 |
3. | 各種の排出ガス低減技術 |
3.1 | 燃焼技術 ■ ターボ過給と排気再循環(EGR) ■ 電子制御式高圧噴射システム ■ 新しい燃焼方式 |
3.2 | 後処理技術 ■ DPF システム ■ NOX 還元触媒システム |
3.3 | 微小粒子(ナノ粒子)の発生と対策 |
3.4 | 今後のエンジンシステムの評価と制御 |
3.5 | 燃料・潤滑油性状の改善 ■ 軽油の低硫黄化 ■ GTL,DME,バイオディーゼル ■ JCAP II とJATOP の活動 |
4. | スーパークリーンディーゼルの開発と将来の燃費改善技術 |
5. | おわりに |
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4-2 | ディーゼル車排出ガス,排気微粒子の呼吸器系,免疫系への影響 |
1. | はじめに――環境汚染物質と健康 |
2. | 現代病の増加と環境汚染物質 |
3. | 呼吸器系,免疫系に関連する疾患(アレルギー性気道炎症)の増加と環境因子 |
4. | 自動車排ガス,浮遊粒子状物質,ディーゼル排気微粒子 |
5. | DEP の物理化学的特徴と健康影響 |
6. | DEP と気管支喘息の関連 |
7. | DE,DEP の成分と気管支喘息の関連 |
8. | DEP と花粉症,アレルギー性鼻炎の関連性 |
9. | DEP と呼吸器感染症の関連性 |
10. | おわりに |
4-3 | ディーゼル排ガスの生殖器系・中枢神経系への影響 |
1. | はじめに |
2. | 雄性生殖系への影響 |
3. | 中枢神経系への影響 |
4. | おわりに |
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今後の市場ならびに技術開発の動向 |
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5-1 | クリーンディーゼル自動車市場の将来展望 |
1. | はじめに |
2. | ディーゼル復権の機会 |
3. | 急務となった地球温暖化対策 |
4. | 「規制」が水をさしたディーゼルの普及機会 |
5. | クリーンディーゼル乗用車の普及に向けた政府の対応 |
6. | クリーンディーゼル乗用車の普及に不可欠な官民連携の強化 |
7. | ディーゼル乗用車将来展望――ユーザー側からみた普及条件 |
5-2 | 乗用車クリーンディーゼルシステムの開発 |
1. | 日産自動車におけるCO2 低減への取り組み |
2. | ディーゼルの市場地域ごとの排気規制と対応 |
3. | さらなるクリーン技術構築への取り組み |
3.1 | エンジンアウトエミッション低減技術の開発 ■ 燃焼技術 ■ 制御技術 |
3.2 | テールパイプエミッションの低減 ■ ディーゼルラムダ(空気過剰率)コントロール ■ 触媒活性促進への適用 ■ HC/NOX トラップ |
3.3 | システムシミュレーションの開発 |
4. | おわりに |
5-3 | ビー・エム・ダブリューにおけるディーゼル開発戦略とは |
1. | はじめに |
2. | 第1 世代ディーゼルエンジンの導入 |
3. | 第2 世代ディーゼルエンジンの開発 |
4. | 第3 世代ディーゼルエンジンの開発 |
4.1 | 4 気筒M47 型エンジン |
4.2 | 6 気筒M57 型エンジン |
4.3 | V 型8 気筒M67 型エンジン |
5. | 2 ステージ過給ディーゼルエンジンの開発 |
5.1 | コンセプト研究 |
5.2 | システム評価 |
5.3 | BMW の2 ステージターボ過給システムの作動 |
5.4 | 2 ステージターボエンジンの性能 |
6. | 新シリーズディーゼルエンジン |
7. | まとめ |
5-4 | キャパシタハイブリッド中型トラックの開発 |
1. | はじめに |
2. | 商用車のハイブリッド |
3. | キャパシタの基本原理 |
4. | スーパーパワーキャパシタ |
5. | 車両の基本アーキテクチャー |
6. | 車両制御および性能 |
7. | 今後の動向 |
8. | まとめ |
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5-5 | 建設機械におけるディーゼルの排気ガス規制とその対応技術 |
1. | はじめに |
2. | 建設機械用ディーゼルの排気ガスの規制値動向 |
3. | Tier 3 までの対応技術 ■ 電子制御エンジン ■ 高圧噴射システム ■ 空冷アフタクーラー ■ EGR ■ 建設機械固有の技術 |
4. | Tier 4 とその対応技術への展望 ■ パティキュレートフィルターシステム ■ 燃料噴射系のさらなる高圧化 ■ EGR 量の増大 ■ 高過給化 ■ 電子制御の高度化 ■ SCR あるいはDeNOX 触媒 ■ ラジエータ容量のさらなる大型化 |
5-6 | ディーゼル車以外における環境対応戦略 |
1. | はじめに |
2. | 自動車の置かれた環境と可能な対応方法 |
2.1 | 自動車の環境・規制の推移と電気自動車関連プロジェクト |
2.2 | 自動車を取り巻く現在の環境と課題 |
3. | 電動車両の役割 |
3.1 | 電動車両の優位性 |
3.2 | LCA からみた課題 |
4. | 各種EV の現状と課題 |
4.1 | 電池駆動EV |
4.2 | ハイブリッド車 |
4.3 | PHEV(プラグイン・ハイブリッド車) |
4.4 | 電池の利用法からみたあるべき姿 |
5. | 燃料電池車の現状と課題 |
6. | 天然ガス車の概要と課題 |
7. | ソフトの果たす役割 |
8. | まとめ |
5-7 | 環境負荷から環境浄化へ――天然ガスを併用するディーゼルエンジン |
1. | 大型トラックにおける低公害化の検討 |
1.1 | 乗用車・小型トラックに適した低公害車 |
1.2 | 大型トラックには不向きな低公害車技術 |
2. | 大型トラック用燃料としての天然ガス |
3. | CNG が併用できる大型トラック |
3.1 | 天然ガスエンジンの種類 |
3.2 | DDF エンジンの作動と燃焼 |
3.3 | DDF エンジンの概要 |
3.4 | DDF エンジンの排出ガス性能 |
3.5 | DDF エンジンの出力性能 |
3.6 | DDF エンジンのCO2 排出性能 |
3.7 | デュアル運転モードのDDF 大型トラック |
4. | DDF 大型トラックによる脱石油・環境浄化 |
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