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LC1P70FA垂直轴小型汽油机起动拉力研究
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LC1P70FA垂直轴小型汽油机起动拉力研究
官方公共微信喷嘴积碳对GDI汽油机喷雾特性影响的实验研究--《广西大学》2014年硕士论文
喷嘴积碳对GDI汽油机喷雾特性影响的实验研究
【摘要】：汽油机采用GDI (gasoline direct injection,汽油缸内直喷)技术可以有效提高燃油经济性和排放性能,然而暴露在燃烧室恶劣环境中的喷油器会随着工作时间的增长产生并积累喷嘴积碳,进而影响GDI汽油机的工作性能。在能源日益紧张和环境污染加剧的背景下,开展GDI汽油机喷嘴积碳的研究对抑制喷嘴积碳的产生和积累进而提高GDI汽油机的工作性能有着重要的意义。
本研究根据汽油机喷油器的喷雾试验需要,设计开发出一整套包括控制界面、控制电路和控制程序的汽油机喷油器控制系统,其中控制电路包括DC/DC (Direct Current,直流电)升压电路、ECU (Electronic Control Unit,电子控制单元)通讯电路和喷油器控制电路,该控制系统通过调节电控参数,可以精确控制各种汽油机喷油器；利用MATLAB软件编写出处理喷雾图片的程序,并计算了喷雾锥角和贯穿距离。
本研究搭建了一个由喷油器控制系统、容弹、光源、高速摄像机、蓄能器、氮气减压阀、高压氮气瓶和GDI汽油机喷油器组成的实验台,采用阴影法对新喷油器和三种积碳程度不同的喷油器(行驶里程分别为20000km、50000km、80000km),在五种不同的喷油压力下(4MPa、6MPa、8MPa、10MPa和12MPa),研究了喷嘴积碳对于喷雾锥角和贯穿距离的影响,获得以下主要结论：
1.从总体趋势来分析,在不同喷油压力下,同一时刻行驶里程20000km和50000km的喷油器喷雾贯穿距离和喷雾锥角均大于新喷油器和行驶里程80000km的喷油器,并随着喷油压力的提高,贯穿距离差距在逐步缩小,喷雾锥角差距在逐步增大；行驶里程80000km的喷油器喷雾贯穿距离远小于新喷油器。
2.在不同喷油压力下,四种喷油器的喷雾锥角都呈现出随时间的推移波浪式减小,最后趋于稳定的趋势；喷雾锥角减小的速度在喷油开始后迅速减缓；四种喷油器的喷雾贯穿距离都呈现出喷油初期以较快的速度增长,随着喷雾的进行增长速度放缓的趋势。
3.行驶里程20000km和50000km的喷油器在喷雾发展过程中的燃料雾化程度明显小于新喷油器和行驶里程80000km的喷油器；尤其是行驶里程50000km的喷油器喷雾发展过程中各个喷孔油束独立发展,相互之间干涉少,导致各油束之间浓度梯度大,喷雾均匀性差。
4.从总体趋势来分析,当喷油压力为4MPa时,新喷油器、行驶里程20000km和50000km的喷油器有较大的喷雾锥角,随着压力的增大,喷雾锥角有所减小；当喷油压力增大到12MPa时,喷雾锥角反而增大。当喷油压力从4MPa升高到6MPa时,行驶里程80000km的喷油器的喷雾锥角有所增大；当喷油压力从6MPa升高到1OMPa时,喷雾锥角有所减小；当喷油压力从10MPa升高到12MPa时,喷雾锥角有所增大。
5.从总体趋势来分析,当喷油压力从4MPa升高到6MPa时,新喷油器的喷雾贯穿距离有所减小；从6MPa升高到1OMPa时,喷雾贯穿距离逐步增大；从10MPa升高到12MPa时,喷雾贯穿距离有所减小。当喷油压力从4MPa升高到6MPa时,行驶里程20000km的喷油器喷雾贯穿距离增大；当喷油压力从6MPa升高到8MPa时,喷雾贯穿距离减小；当喷油压力从8MPa升高到12MPa时,喷雾贯穿距离增大。当喷油压力从4MPa升高到12MPa时,行驶里程50000km的喷油器喷雾贯穿距离逐步增大。当喷油压力从4MPa升高到10MPa时,行驶里程80000km的喷油器的喷雾贯穿距离逐步减小；当喷油压力从10MPa升高到12MPa时,喷雾贯穿距离有所增加。
【关键词】：
【学位授予单位】：广西大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：TK417【目录】：
摘要4-7ABSTRACT7-13第一章 绪论13-27 1.1 引言13-16
1.1.1 我国石油资源现状13-15
1.1.2 大气污染现状15-16 1.2 GDI汽油机简介及发展历程16-22
1.2.1 GDI汽油机的技术优势16-17
1.2.2 GDI汽油机混合气形成方式17-19
1.2.3 GDI汽油机的发展历程19-21
1.2.4 GDI汽油机技术存在的问题21-22 1.3 GDI喷油器喷嘴积碳的成因及预防措施22-24
1.3.1 GDI喷油器喷嘴积碳的成因22-24
1.3.2 GDI喷油器喷嘴积碳的预防措施24 1.4 GDI喷油器喷嘴积碳的研究现状24-25 1.5 本文研究的内容和意义25-27第二章 汽油机喷油器控制系统的开发27-43 2.1 喷油器的工作原理27-30
2.1.1 驱动原理27
2.1.2 驱动分析27-29
2.1.3 驱动过程29-30 2.2 汽油机喷油器控制系统的组成及工作过程30-32
2.2.1 汽油机喷油器控制系统的组成30-31
2.2.2 汽油机喷油器控制系统的工作过程31-32 2.3 ECU通讯电路模块32-33 2.4 DC/DC升压电路模块33-35
2.4.1 DC/DC升压电路的设计34
2.4.2 DC/DC升压电路的工作原理34-35 2.5 喷油器控制电路模块35-37
2.5.1 喷油器控制电路的设计35-36
2.5.2 喷油器控制电路的工作原理36-37 2.6 控制界面的编写37-38 2.7 喷油器控制系统电路特性参数的测试38-42
2.7.1 喷油器驱动电压和驱动电流波形38-39
2.7.2 DC/DC升压电路充电时间39-40
2.7.3 DC/DC升压电路输出端电压随电阻值的变化规律40-42 2.8 本章小结42-43第三章 喷雾实验台架和图片处理方法43-52 3.1 喷雾实验台架简介43-47 3.2 图像处理方法简介47-50 3.3 本章小结50-52第四章 喷嘴积碳对GDI喷油器喷雾特性的影响52-77 4.1 不同喷油条件下的喷雾发展过程图像对比54-61 4.2 喷嘴积碳对GDI喷油器喷雾锥角的影响61-68
4.2.1 不同喷油器同一喷油压力的对比61-65
4.2.2 同一喷油器不同喷油压力的对比65-68 4.3 喷嘴积碳对GDI喷油器贯穿距离的影响68-75
4.3.1 不同喷油器同一喷油压力的对比68-71
4.3.2 同一喷油器不同喷油压力的对比71-75 4.4 本章小结75-77第五章 研究总结与工作展望77-80 5.1 研究总结77-78 5.2 工作展望78-80参考文献80-85致谢85-86发表论文和参加科研情况说明86
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