研究・教材用機器、製品急速圧縮膨張機関 (RCEM)
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この製品について

急速圧縮膨張機関 (Rapid Compression Expansion Machine) を製作いたしました。エンジンにおける圧縮膨張の測定、可視化を目的とした装置です。モーターでエンジンを回転させておき、任意のタイミングで圧縮、燃焼を1回のみ行います。1回のみの燃焼なので、残留ガスの影響を受けずに実験ができるという特徴を持った装置です。

エンジンの構造としては、ヘッドを取り外したヤンマー製ディーゼルエンジンL70Vに、延長ピストンと新規に設計制作した専用のシリンダ、シリンダヘッドを取り付けています。
　
バルブは吸排気兼用で、ストッパーにより開いた状態を保持し、ソレノイドでストッパーを引き抜くことでバルブを閉めます。

延長ピストンには可視化用に石英ガラス製φ58の窓があります。延長ピストンの間にあるミラーで反射した像を高速度カメラ等で撮影できます。ヘッドの側面にも石英ガラス製φ20の窓が設けられ、プラグの火花や火炎を観察することができます。

吸気はエンジン後方の吸気タンクから行います。吸気タンクにはエアーコンプレッサーを接続できるようになっており、吸気の圧力を変化させることができます。真空ポンプも接続されており、燃焼後は吸気系を真空にし残留ガスを完全に掃気することができます。

エンジン制御はPLC (Programmable Logic Controller) により行われ、タッチパネルから信号タイミング、パルス幅を入力します。クランクシャフトに取り付けられたエンコーダーにて角度を取得し、バルブ閉タイミング、燃料噴射開始タイミング、燃料噴射時間、点火タイミングを自由に設定できます。

ヘッド、シリンダ、吸気タンクの温度のコントロールは、温調装置にて気温～約100℃までの範囲で可能です。