RCCIモードにおける水素富化バイオディーゼルを用いたCRDIエンジンの性能と排出量最適化：灰色関連解析アプローチ

科学分野:

• 燃焼エンジン
• 代替燃料
• 排出ガス制御

背景:

• ディーゼルエンジンは、排出量と効率に関する課題に直面しています。
• 反応度制御圧縮着火（RCCI）は、よりクリーンな燃焼への道を提供します。
• 代替燃料は、持続可能なエネルギーソリューションにとって不可欠です。

研究 の 目的:

• 代替燃料をRCCIモードで使用して、コモンレール直接噴射（CRDI）ディーゼルエンジンの性能と排出量を最適化すること。
• ディーゼル、CNG、水素、バイオディーゼルブレンドを含むさまざまな燃料の組み合わせを評価すること。
• エンジン効率の向上と汚染物質排出量の削減に最も効果的な燃料戦略を特定すること。

主な方法:

• 単気筒、4ストローク、CRDIエンジンで、さまざまな負荷（25〜100％）で実験を実施しました。
• 4つの燃料構成、すなわち、純粋ディーゼル（D100）、CNG + D100、H₂ + D100、および水素富化バイオディーゼル（B20 + H₂）をテストしました。
• 性能と排出量の多応答最適化のために、灰色関連解析（GRA）を使用しました。

主要な成果:

• B20+H₂燃料ブレンドと毎分2Lの水素流量が、最高の正味熱効率（BTE）をもたらしました。
• この最適な条件は、最も低い正味燃料消費率（BSFC）と、排出量（CO、HC、NOₓ、煤煙濃度）の削減ももたらしました。
• 水素富化バイオディーゼルは、よりクリーンで効率的なRCCI運転のための大きな可能性を示しました。

結論:

• 水素富化バイオディーゼル（B20 + H₂）は、CRDIエンジンにおけるRCCIモードの代替燃料として非常に有望です。
• この戦略は、エンジン効率を大幅に向上させ、有害な排気排出量を削減します。
• この結果は、国連の持続可能な開発目標（SDG-7、SDG-13）に沿った、よりクリーンで低炭素なデュアルフューエル経路の開発を支持します。