2018年 大学院理工学研究科 シラバス - 機械工学専攻
設置情報
科目名 | 熱機関特論Ⅱ | ||
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設置学科 | 機械工学専攻 | 学年 | 1年 |
担当者 | 飯島 晃良 | 履修期 | 後期 |
単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜3 |
校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F33A |
クラス |
概要
学修到達目標 | 熱機関は自動車、二輪車、建設機械、船舶、発電機、農業・工業用機械として交通機関、物流、市民生活に重要な役割を果たしている。しかし、地球温暖化、大気汚染、エネルギーセキュリティ等の問題から、熱機関の更なる高熱効率化技術、排気のクリーン化技術の向上が求められている。熱機関特論では、熱機関の原理と理論を知った上で、最新の熱機関技術との対応を図ることで、熱機関の継続的な性能向上の理論と実際を考える。本講義は、将来熱機関の分野に進む人だけではなく、工学の広い分野に進む人のためにも、社会・経済等とも大きなかかわりを持っている熱機関の最新技術、燃焼、排気対策技術、エネルギー問題を理解するうえで有用になると思われる。 熱機関特論Ⅱ(後期)では、以下の学習到達目標を掲げ、主にディーゼルエンジン、ガスエンジン、その他のエンジンについて取り扱う。 【学習到達目標】 ①ディーゼルエンジンその他エンジンの動作過程を理解した上で、各行程で起こる物理的・化学的な現象をとらえ、それらが熱効率、排気のクリーン化に与える影響を説明できる。 ②いくつかの最新のエンジンの特徴やコンセプトを知った上で、それらのコンセプトがなぜ有効なのかを、①の理解に基づいて科学・工学的に説明し、更なる課題などを提案できる。 ③社会・環境問題と熱機関との関係を分析し、将来動力源の在り方、熱機関に対する今後の研究開発課題を提案できる。 |
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授業形態及び 授業方法 |
熱機関理論、環境・社会・経済問題、熱機関応用技術など、幅広い内容を含むため、内容に応じて適宜以下の方法を用いて授業を行う。 ・ 板書 ・ スライド ・ 最新技術に関連する論文等を用いた講義 ・必要に応じてテーマの小課題(あるいは中間課題)を出して、レポート提出をして貰う。 |
準備学習(予習・ 復習等)の内容・ 受講のための 予備知識 |
シラバス(授業計画)に示す内容について、自分なりに事前に調査し、用語の理解や概要のイメージしておくことが望ましい。講義の後には、その内容を振り返り、今後の課題や展望など、自分の意見を整理しておくことが望ましい。 |
授業計画
第1回 | 熱機関特論Ⅱの概要説明 ディーゼルエンジン、ガスエンジン、分散動力としてのコジェネレーションエンジン、予混合圧縮着火(HCCI)エンジンなど、熱機関特論Ⅱで取り扱うエンジンの特徴と環境問題との関わりを概説する |
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第2回 | ディーゼルエンジンの基礎知識 ディーゼルサイクル・サバテサイクル、着火・燃焼過程、有害排出ガスの生成、電子制御式高圧燃料噴射、過給、排ガス再循環(EGR)など) |
第3回 | ディーゼルエンジンの燃料噴射技術 高圧噴射、多段噴射による性能、燃焼、騒音等の改善、コモンレールシステムとインジェクター、Φ-T(当量比-温度)マップとエンジン燃焼 |
第4回 | ディーゼルエンジンの有害排出ガス対策技術 高圧多段噴射、EGR (Exhaust Gas Recirculation)、Cooled EGR、高圧EGR、低圧EGR、後処理装置: DPF (Diesel Particulate Filter)、DPR (Diesel Particulate active Reduction System)、尿素SCR (Selective Catalytic Reduction),酸化触媒,吸蔵触媒]について。他 |
第5回 | ディーゼルエンジンの過給技術 高過給化が燃費と排ガスに与えるインパクト、ターボインタークーラー、可変ターボ技術 |
第6回 | 低圧縮比ディーゼルエンジン技術 低圧縮比化の背景、ディーゼルエンジンの予混合燃焼化 |
第7回 | 最新のディーゼルエンジン技術について。 乗用車用ディーゼルエンジン 商用車用ディーゼルエンジン |
第8回 | 次世代ディーゼルエンジン研究の最前線 |
第9回 | 舶用大型ディーゼルエンジンの技術 |
第10回 | ガスエンジンの技術 |
第11回 | 予混合圧縮着火(HCCI)燃焼技術 HCCI燃焼の概要、従来燃焼方式との比較、実用化に向けた課題 |
第12回 | HCCIの研究開発の歴史 |
第13回 | HCCI燃焼メカニズム |
第14回 | HCCI燃焼開発最前線 |
第15回 | 熱機関技術まとめと将来展望 |
その他
教科書 |
鈴木孝幸, ディーゼルエンジンの徹底的研究, グランプリ出版, 2012, 1 edition
鈴木孝幸 『自動車用ディーゼルエンジンの理論と実際』 山海堂 2007年 第1版
伊藤,塚原,室木,神本,清水,高野,小川,高木 『夢の将来エンジン』 自動車技術会 2009年 第1版
粟野誠一 『内燃機関工学』 山海堂 1989年 第改定版
鈴木 孝 『ディーゼルエンジンの挑戦』 三樹書房 2008年
鈴木 孝 『20世紀のエンジン史―スリーブバルブと航空ディーゼルの興亡』 三樹書房 2001年
鈴木 孝 『エンジンのロマン―技術への限りない憧憬と挑戦』 三樹書房 2012年
鈴木 孝 『日野自動車の100年―世界初の技術に挑戦しつづけるメーカー』 三樹書房 2010年
浅妻 金平 『ターボチャージャーの性能と設計』 グランプリ出版 2014年
粟野誠一 『熱力学』 山海堂 1974年 第改定版
古濱庄一 『内燃機関』 森北出版 1997年 第1版
畑村耕一、世良耕太 『自動車エンジンの技術』 ナツメ社 2016年 第1版
畑村耕一 『自動車エンジン技術がわかる本』 ナツメ社 2009年 第1版
人見光夫、御堀直嗣 『マツダ スカイアクティブエンジンの開発 (増補新訂版)』 三樹書房 2016年 第1版
受講にあたって、特定の教科書を入手する必要はありませんが、各自の理解度や興味などに応じて、ここに挙げた教科書や参考書を参考にしてください。特に、学部で機械工学以外を専攻した受講者は、熱力学や基礎的な内燃機関の書籍を入手することをお勧めします。
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参考資料コメント 及び 資料(技術論文等) |
廣安博之、寶諸幸男、大山宜茂 『大学講義シリーズ 23改定・内燃機関』 コロナ社 2002年 第改定版第版
M.J. Pilling 『Low-Temperature Combution and Autoignition』 Comprehensive Chemical Kinetics, Volume 35 ELSEVIER 1997年 第1版
吉田幸司、岸本 健、木村元昭、田中勝之、飯島晃良 『基礎から学ぶ熱力学』 オーム社 2016年 第1版
斎間 厚、江良嘉信、増田哲三、庄司秀夫 『基礎 熱力学』 産業図書 2002年 第1版
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成績評価の方法 及び基準 |
期末課題及び授業中の小課題(あるいは中間課題)のレポートで総合的に評価する. |
質問への対応 | 随時受け付けます。 |
研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎,タワー・スコラS1704室 E-mail: iijima@mech.cst.nihon-u.ac.jp Tel. 03-3259-0739 |
オフィスアワー |
水曜 駿河台 12:10 ~ 13:20 タワー・スコラS1704室
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学生への メッセージ |
熱機関の重要な役割と地球環境に優しい熱機関,代替燃料機関, エネルギー資源問題の最新技術を学んで貰いたい. |