基于模糊邏輯方法的GDI汽油機(jī)燃油噴霧特性分析

隨著排放法規(guī)變得越來越嚴(yán)格，使得對汽油機(jī)排放控制的研究變得越來越重要。汽油缸內(nèi)直噴（GDI）技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)較低排放的有效方法。對GDI汽油機(jī)缸內(nèi)燃油噴霧特性進(jìn)行了研究，并深入了解燃油噴霧的變化過程，確定出影響燃油噴霧特性的主要因素，從而進(jìn)一步降低其排放。

通過試驗(yàn)對GDI汽油機(jī)的燃油噴霧特性進(jìn)行研究時(shí)，所有試驗(yàn)均在一個(gè)靜態(tài)測試試驗(yàn)室中進(jìn)行。采用一臺(tái)具有8孔噴油器且能夠進(jìn)行光學(xué)可視的GDI汽油機(jī)，并使用異辛烷作為汽油替代物。設(shè)定燃油噴射壓力的變化范圍為5～20MPa，進(jìn)氣溫度的變化范圍為20～300℃。利用日本Photron公司生產(chǎn)的PhotronFastCAMSA4高速相機(jī)，通過光學(xué)可視路徑采集GDI汽油機(jī)缸內(nèi)噴霧圖像。利用數(shù)字圖像技術(shù)將采集的缸內(nèi)燃油噴霧圖像表示為數(shù)值矩陣，結(jié)合給定的閾值條件實(shí)現(xiàn)對缸內(nèi)燃油噴霧圖像的二值化處理，即將采集的缸內(nèi)燃油噴霧圖像轉(zhuǎn)化為灰度陰影圖像。利用模糊邏輯方法對所得到的灰度陰影圖像進(jìn)行進(jìn)一步處理，通過設(shè)定模糊規(guī)則實(shí)現(xiàn)對灰度陰影圖像的去噪、分類、分割和提取，確定出缸內(nèi)燃油噴霧最有可能的輪廓，同時(shí)確定最初進(jìn)行燃油噴射時(shí)，燃油液滴與空氣的接觸面。對采集到的所有缸內(nèi)燃油噴霧圖像進(jìn)行上述處理，便能夠確定出整個(gè)GDI汽油機(jī)循環(huán)周期內(nèi)缸內(nèi)燃油噴霧和燃油液滴與空氣接觸面隨時(shí)間和空間的演化過程。通過對不同參數(shù)下缸內(nèi)燃油噴霧演化過程的分析，能夠控制濕壁現(xiàn)象的產(chǎn)生，改善燃油液滴的蒸發(fā)過程，實(shí)現(xiàn)GDI汽油機(jī)效率改善、排放降低，尤其是HC排放的降低。

Giuseppe Quaremba et al. SAE2016-01-0874.

編譯：陳丁躍