汽油机喷油器喷雾特性测试方法的研究

发布时间：2017-09-02 16:42

  本文关键词：汽油机喷油器喷雾特性测试方法的研究

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【摘要】：喷油器是汽油发动机的核心部件,其质量好坏直接关系汽油发动机的工作效率和综合性能。喷油器的喷雾特性是影响汽油燃烧质量的重要因素,其喷射时的油雾形状、雾化程度等性能指标对汽油的燃烧利用效率都有关键影响。因此对汽油发动机喷油器的喷雾特性展开综合测试研究具有重要意义。根据美国汽车工程师协会颁布的SAE J 2715和中国机械工业联合会提出的GB/T25363-2010等规范,本文设计并构建了一套汽油机喷雾特性测试实验台,包括燃油喷射系统、视觉检测系统、喷雾特性检测室及其他附属装置,以研究直喷式喷油器和进气道式喷油器的喷雾特性。主要工作包括:1)设计并搭建了进气道式喷雾形态分布测试系统的硬件平台,采集油雾图像,提取喷雾在各个测试点的灰度,分析喷雾分布特征,给出了详细的测试流程以及数据处理的算法实现;2)采用高速摄像技术研究直喷式喷油器喷雾特性。选择美国Vision Research公司的Phantom系列高速摄像机采集喷油器开启喷射后1.5ms时刻的瞬态喷雾图像,结合图像处理算法,计算得到该状态下喷雾角度和贯穿距离的大小;3)采用DP02型激光滴谱仪采集进气道和直喷式喷油器喷雾液滴的光能分布,通过计算机自动获取喷雾的尺寸分布曲线,累积分布曲线和索特平均直径等参数,用于分析两者的粒径特征。4)对实验室现有的四孔进气道式喷油器和单孔直喷式喷油器进行了完整的喷雾特性测试。从实验结果中观察到四孔进气道喷油器只有两孔出油,喷雾沿轴线方向分散为两束,右侧喷雾流量远高于左侧,两油束喷雾分离程度低于10°;对于直喷式喷油器喷射延迟时间0.06 ms,在1.5 ms时刻,喷雾基本发育完全,角度和贯穿距离分别为59.01°,76.6mm。进气道式喷雾粒径范围大约在90μm左右,远远大于直喷式喷雾,后者仅为40μm。直喷式喷雾每次喷射的喷雾重复性好,雾化效果高,是未来的发展方向。
【关键词】：喷油器 喷雾特性 喷雾形态分布 喷雾粒径分布
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK413
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题背景和意义10
• 1.2 汽油机喷油器的分类及特点10-11
• 1.3 汽油器喷油器喷雾特性测试内容11-12
• 1.4 国内外汽油机喷雾特性研究进展12-13
• 1.5 本文研究内容13-15
• 第二章 汽油机喷油器喷雾特性测试台架设计15-20
• 2.1 视觉检测系统15-17
• 2.2 燃油喷射系统17-18
• 2.3 喷雾特性检测室18
• 2.4 附属装置18-19
• 2.5 本章小结19-20
• 第三章 PFI喷油器喷雾特性测试20-29
• 3.1 喷雾形态分布特性参数20-23
• 3.1.1 质心角20-21
• 3.1.2 喷雾偏转锥角21
• 3.1.3 喷雾锥角21-22
• 3.1.4 喷雾分离角22-23
• 3.2 喷雾形态分布测试法23-24
• 3.3 喷雾形态分布测试系统设计24-25
• 3.4 测试过程25-26
• 3.5 喷雾形态分布算法实现26-28
• 3.5.1 图像的预处理26
• 3.5.2 灰度值提取26-27
• 3.5.3 光密度标定27-28
• 3.6 本章小结28-29
• 第四章 GDI喷油器喷雾特性测试29-37
• 4.1 GDI喷雾雾化质量评价指标29-30
• 4.1.1 喷雾贯穿距离29
• 4.1.2 喷雾角度29-30
• 4.1.3 喷雾偏转角30
• 4.2 喷雾图像采集系统30-33
• 4.2.1 系统框图30-31
• 4.2.2 高速摄像机参数确定31-32
• 4.2.3 光源设计32-33
• 4.3 测试流程33-34
• 4.4 数据处理算法实现34-36
• 4.5 本章小结36-37
• 第五章 喷油器喷雾粒径特征测试37-43
• 5.1 喷雾粒子特征参数分析37-38
• 5.1.1 索特平均直径37
• 5.1.2 D_v50和D_v9037
• 5.1.3 Rosin-Rammler粒径分布函数37-38
• 5.2 粒径测试方法概述38-39
• 5.3 激光滴谱仪系统结构39-40
• 5.4 粒径分布测试40-42
• 5.4.1 燃油峰值流量点确定40-41
• 5.4.2 测试流程41-42
• 5.5 本章小结42-43
• 第六章 喷雾特性测试实验结果与分析43-55
• 6.1 PFI喷油器喷雾形态测试43-46
• 6.1.1 实验台架及参数设定43-44
• 6.1.2 实验结果与分析44-46
• 6.2 GDI喷油器喷雾特性测试46-50
• 6.2.1 GDI喷雾图像处理程序设计46-47
• 6.2.2 实验结果与分析47-50
• 6.3 喷雾粒径测试50-54
• 6.3.1 实验设备与条件50
• 6.3.2 实验结果与分析50-54
• 6.4 本章小结54-55
• 第七章 总结与展望55-56
• 7.1 全文工作总结55
• 7.2 未来工作展望55-56
• 参考文献56-59
• 发表论文和科研情况说明59-60
• 致谢60-61

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本文编号：779726