DPF再生に最適なエンジン回転数について

久しぶりのまじめな研究ネタ

●テーマ
DPF再生に最適なエンジン回転数を検討する

●前提要件
１．DPF再生が安全に最も効率よく完了する温度を保持できる回転数
２．DPF再生時の軽油によるエンジンオイルの希釈量が最小になる回転数

●人に聞かれると
ＤＰＦ再生時にどのエンジン回転がいいのか？という話に対しては、1750rpm以上から2200rpmで、2200rpmで軽い登り坂がベストだが、中々走る道により難しいと答えておりました。

●DPF再生について
５回のポスト噴射のＨＣがＤＯＣ内でスリップせずにＤＰＦ温度６４０～６８０℃に上げるのには最も効率的な回転数が2200rpmであることから。

・これ以上回転数が速くなるとHCのDOC通過時間が早くなりすぎて、直接DPFへ届いてしまう量が増え、DPFが７００℃を超える高温になる場合があるため。

●エンジンオイル希釈量について
マツダ技報のＤＰＦ再生時の噴射パターンを読み解くと全５回のポスト噴射の内、前１回はＭａｉｎ噴射と近接してやや多めの噴射、後ろ４回は少量連続してポスト噴射し、その時のクランクアングル角度は早すぎず遅すぎない事と読み取れ、上死点から９０～１５０℃位を想像していました。

・後記論文では上死点から７０～１４０℃位であり、想像は６０℃で４回、実際は７０℃で４回とまずまず。

・マツダ技報では、一方排気弁は下死点前３０°40°位から開き始めていると読み取れるので、回転を速めると軽油がシリンダー壁に届くより前に排気が開始されることとなる。

・また緩い上り坂はMain噴射は１回でその量が多く噴かれるので、筒内温度と圧力が平地より高く軽油が簡単にシリンダー壁まで到達しにくくなり、排気弁の開放により高い筒内圧が未燃焼HCを排気しやすくなるだろうという理論。

概略理論は記載のとおりだが、埼玉５５が説明すると胡散臭くなるので単に2200rpmと答えておりましたが、なんと経産省予算でスカＤ２.２での実験結果が公開されておりました。

●スカＤ2.2で希釈しないＤＰＦ再生は
　2160rpm-163Nm、≒時速130キロ
※自動車技術会論文集 Vol.50,No.5,September 2019.「ＤＰＦ再生時のポスト噴射によるオイル希釈率の推定（第２報））」より抜粋

だいたいあっていました。貴重な論文なので理系の方は（第１報）と合わせてお読みいただくと、かなり知見が高まるかと存じます。