為了研究汽油缸內(nèi)直噴（GDI）發(fā)動機(jī)噴霧撞壁油膜特性,基于漫反射原理設(shè)計(jì)并搭建了定容測試系統(tǒng).基于Python的Opencv軟件以及Matlab軟件設(shè)計(jì)開發(fā)了圖像處理程序,進(jìn)行了油膜厚度測量的標(biāo)定試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了對油膜面積、油膜最大厚度、油膜平均厚度和燃油附壁率等特性參數(shù)的提取.應(yīng)用該測量方法研究了不同撞壁距離對油膜特性的影響,結(jié)果表明:隨著撞壁距離的增加,油膜厚度及燃油附壁率逐漸減小,油膜面積變化不大.其他條件不變,撞壁距離分別為30、40、50和60 mm時對應(yīng)油膜最大厚度的最大值分別為37.2、30.9、25.8和19.0μm;油膜平均厚度的最大值分別為23.7、16.4、11.2和7.8μm;最大油膜質(zhì)量分別為4.85、4.00、3.29和2.55 mg,對應(yīng)的燃油附壁率分別為32.3%、26.7%、21.9%和17.0%.該測量方法對進(jìn)一步研究和掌握GDI發(fā)動機(jī)撞壁油膜特性具有實(shí)際意義. 

【文章來源】：內(nèi)燃機(jī)學(xué)報. 2020,38(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

試驗(yàn)原理示意

標(biāo)定前、后對比

定容裝置的整體框架是由鋁型材框架搭建．頂部使用不銹鋼板固定噴油器及進(jìn)氣管，一個側(cè)面使用不銹鋼板固定溫度傳感器，其他3個側(cè)面使用防爆鋼化玻璃，下方使用不銹鋼板連接排氣管．噴油器安裝在頂部的正中心，設(shè)計(jì)了帶有螺紋的噴油器安裝座，可通過改變噴油器安裝座螺紋的高度實(shí)現(xiàn)對噴油器高度的調(diào)節(jié)．筆者自行設(shè)計(jì)了一套高壓供油系統(tǒng)，氮?dú)馔ㄟ^調(diào)壓閥充入到高壓油腔，高壓油腔內(nèi)空氣壓力即為燃油壓力，最高燃油壓力可達(dá)13 MPa．為了研究空氣溫度對油膜特性的影響，訂制了一臺管道式空氣加熱器，利用加熱器、熱電偶和控制柜形成的閉環(huán)反饋，對定容裝置內(nèi)的空氣溫度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，加熱器出口溫度最高為300℃．為了研究壁面溫度對油膜特性的影響，設(shè)計(jì)了一套壁面溫度調(diào)節(jié)裝置，利用兩根電加熱棒對碰壁所用的金屬板進(jìn)行加熱，加熱棒的功率為150 W，最高溫度為300℃，通過在金屬板側(cè)面打孔將其固定在金屬板內(nèi)；使用K型熱電偶監(jiān)測金屬板的溫度，熱電偶通過螺紋固定在金屬板內(nèi)，正方形金屬板的邊長為100 mm．根據(jù)文獻(xiàn)[17]和仿真計(jì)算得到的油膜厚度范圍，選用了表面粗糙度Ra=80μm的鋁板作為噴霧碰壁的壁面．使用了快速原型系統(tǒng)d SPACE作為控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)高速攝像機(jī)的觸發(fā)以及噴油器控制．高速攝像機(jī)采用Phantom系列的V611，觸發(fā)控制通過d SPACE發(fā)出觸發(fā)信號實(shí)現(xiàn)，拍攝控制通過PCC軟件調(diào)整拍攝參數(shù)以及圖像的記錄儲存，拍攝時的采樣頻率為1 000幀/s，圖像分辨率為800×600．試驗(yàn)中采用的是電磁閥結(jié)構(gòu)的某款GDI發(fā)動機(jī)上的6孔噴油器，噴油器的6個孔并不完全對稱，由d SPACE中的Peak-Hold來驅(qū)動．采用功率為55 W的LED光源，其具有壽命長、光亮度高、色溫穩(wěn)定、尤其工作穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)．為避免反射光進(jìn)入相機(jī)，安裝相機(jī)時，應(yīng)將相機(jī)鏡頭軸線水平向下傾斜20°，光源布置在相機(jī)同側(cè)，入射角度與水平成30°，并且試驗(yàn)過程中要保證光源和相機(jī)的位置和角度不發(fā)生改變．2 標(biāo)定試驗(yàn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]直噴汽油機(jī)噴霧圖像特征提取方法[J]. 商微微,任桐慧.  吉林大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2017(06)
[2]車用汽油機(jī)顆粒物生成機(jī)理及排放特性研究進(jìn)展[J]. 帥石金,董哲林,鄭榮,王步宇,付海超,徐宏明,王建昕.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報. 2016(02)
[3]基于數(shù)字圖像處理的LPG噴霧特性試驗(yàn)研究[J]. 許伯彥,齊運(yùn)亮.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報. 2007(01)



本文編號：3585156