基于模糊邏輯方法的GDI汽油機燃油噴霧特性分析

基于模糊邏輯方法的GDI汽油機燃油噴霧特性分析

隨著排放法規變得越來越嚴格，使得對汽油機排放控制的研究變得越來越重要。汽油缸內直噴（GDI）技術成為實現較低排放的有效方法。對GDI汽油機缸內燃油噴霧特性進行了研究，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，從而進一步降低其排放。

通過試驗對GDI汽油機的燃油噴霧特性進行研究時，所有試驗均在一個靜態測試試驗室中進行。采用一臺具有8孔噴油器且能夠進行光學可視的GDI汽油機，并使用異辛烷作為汽油替代物。設定燃油噴射壓力的變化范圍為5～20MPa，進氣溫度的變化范圍為20～300℃。利用日本Photron公司生產的PhotronFastCAMSA4高速相機，通過光學可視路徑采集GDI汽油機缸內噴霧圖像。利用數字圖像技術將采集的缸內燃油噴霧圖像表示為數值矩陣，結合給定的閾值條件實現對缸內燃油噴霧圖像的二值化處理，即將采集的缸內燃油噴霧圖像轉化為灰度陰影圖像。利用模糊邏輯方法對所得到的灰度陰影圖像進行進一步處理，通過設定模糊規則實現對灰度陰影圖像的去噪、分類、分割和提取，確定出缸內燃油噴霧最有可能的輪廓，同時確定最初進行燃油噴射時，燃油液滴與空氣的接觸面。對采集到的所有缸內燃油噴霧圖像進行上述處理，便能夠確定出整個GDI汽油機循環周期內缸內燃油噴霧和燃油液滴與空氣接觸面隨時間和空間的演化過程。通過對不同參數下缸內燃油噴霧演化過程的分析，能夠控制濕壁現象的產生，改善燃油液滴的蒸發過程，實現GDI汽油機效率改善、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