エンジンメーカーは、ディーゼルエンジンと天然ガスエンジンの両方の運転コスト、排出ガス、耐久性にオイル消費が影響するため、オイル消費に対する懸念を強めています。将来のエンジンは、低炭素/ゼロ炭素燃料を使用しながら低排出またはゼロに近い排出を目指すため、潤滑油の消費量は脱炭素化と排出目標の達成に重要な役割を果たすことになります。特に水素燃料エンジンは、油滴や油灰による過早着火に対してより脆弱になります。従来、オイル消費量に対する主要な設計パラメータの影響は、膨大なテストベッド時間と時間のかかるハードウェアの反復を必要とするエンジン開発プログラムの検証段階で決定されてきました。その結果、開発プログラムはコストと時間の制約により石油消費を最適化できない可能性があります。これらの制約に加えてオイル消費量を削減する必要があるため、ハードウェア実装前に仮想モデルを使用して評価し、多数の設計パラメータを使用するなど、より効率的な開発アプローチの採用が促されています。この論文では、発電用ガスエンジンのリングパックとガスダイナミクス、およびオイル輸送メカニズムを分析することでオイル消費を最適化するように設計された分析手法の開発について説明します。この方法には、オイル消費に寄与すると予測される主要な要因を特定し、各ピストン リングのオイル輸送メカニズムを分離し、続いてオイルの起源を排除または改善するための一連の設計変更を開発およびテストすることが含まれていました。最適化の結果は、耐久性のために油膜を維持しながら、ピストンとリングパックの設計の特定の詳細を変更することによって、大幅な油消費量の削減が達成できることを示しました。

SAE 2023-01-1603
2023年11月7日～9日に開催されるSAE Energy & Propulsion Conference & Exhibitionで発表予定