科學研究 - 日本開發新燃燒技術，發動機淨熱效率超50%

在日本内閣府綜合科學技術創新會議的戰略性創新創造項目（SIP）「革新性燃燒技術」（管理法人：日本科學技術振興機構（JST））中，慶應義塾大學、京都大學和早稻田大學等組成的研發小組，使客車用汽油發動機和柴油發動機的最高淨熱效率成功超過了50％。

目前市場上客車的發動機熱效率約為40％。該項目提出了一個雄心勃勃的目標，即在5年内將汽車企業過去用40年時間才提高了10％左右的熱效率進一步提高10％。

圖1：最高淨熱效率成功超過50％的過程

在該項目中，汽油發動機成功實現了超稀薄燃燒（Super Lean Burn），柴油發動機成功實現了高速空間燃燒。另外，通過推進兩種發動機通用的、旨在降低損失的研究開發，開發出了降低機械摩擦損失的技術、提高渦輪增壓系統效率的技術，以及提高焦熱電轉換系統效率的技術。綜合利用這些技術，使汽油發動機和柴油發動機分別實現了51.5％、50.1％的最高淨熱效率。

除此之外，在該項目中，東京大學還成功構築了汽車發動機的三維燃燒解析軟體「HINOCA（火神）」、PM（粒狀物）生成模型「RYUCA（粒神）」，以及基於模型的汽車發動機燃燒控制系統「RAICA（雷神）」。

此次的成果能減輕預計未來幾十年仍為主流的內燃機汽車造成的環境負荷，為削減全球的二氧化碳（CO2）排放量做出貢獻。另外還將促進燃燒領域的基礎科學取得發展，同時增強日本的產業競爭力。

通過構築「產產學學合作體制」（多家企業在項目還處於競爭前的階段開展合作，多所大學之間也開展合作，這些企業和大學之間也相互進行合作的體制）並使其發揮作用，提高了全日本學術界的基礎研究實力，最終實現了這些研究成果。為了使這種關係在項目結束後也能繼續，日本產學界已開始行動起來。