柴油機(jī)噴霧特性的圖像處理算法分析及優(yōu)化.pdf

1、近年來,國內(nèi)汽車保有量逐年增加,汽車排放污染帶來的危害日益加重,且國際原油價(jià)格屢創(chuàng)新高,也為中國乃至國際汽車行業(yè)發(fā)展造成了很大障礙,節(jié)能環(huán)保成為各國汽車行業(yè)的研究重點(diǎn)。燃油霧化質(zhì)量直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、有害排放和噪聲水平,為了實(shí)現(xiàn)理想的噴油規(guī)律和燃燒質(zhì)量,有必要對噴霧質(zhì)量的影響因素進(jìn)行細(xì)致深入的研究。
　　本文利用高分辨率數(shù)碼照相機(jī)在手壓噴霧實(shí)驗(yàn)臺上采集純柴油噴霧瞬間液滴圖像,對圖像中液滴進(jìn)行人工統(tǒng)計(jì)得出平均直徑、特征直

2、徑、發(fā)散度和尺寸分布圖等;另外在定容彈測試實(shí)驗(yàn)臺上利用高速照相機(jī)及紋影法對二甲醚/柴油混合燃料(D20)進(jìn)行噴霧錐角和貫穿距離拍攝,進(jìn)行人工分析,統(tǒng)計(jì)出噴霧過程油束宏觀特性的變化趨勢。
　　對MATLAB圖像處理功能中圖像增強(qiáng)、形態(tài)學(xué)操作、閾值分割、邊緣檢測等多種算法不斷優(yōu)化改進(jìn)。通過對比分析可知對噴霧液滴圖像中值濾波后采用基于貝葉斯分類算法統(tǒng)計(jì)所得液滴各項(xiàng)參數(shù)與人工統(tǒng)計(jì)結(jié)果擬合較好;對噴霧油束二值化圖像采用Canny算子進(jìn)行邊緣

3、檢測后計(jì)算得到油束特性參數(shù)與人工結(jié)果相吻合。在算法確定的基礎(chǔ)上基于MATLAB/GUI設(shè)計(jì)出了噴霧圖像處理系統(tǒng)。
　　利用該系統(tǒng)對不同啟噴壓力下的純柴油噴霧液滴圖像進(jìn)行處理,實(shí)驗(yàn)表明啟噴壓力越大,小直徑液滴數(shù)目越多,霧化質(zhì)量越好;利用系統(tǒng)分別對不同噴孔直徑、環(huán)境背壓下D20燃料的噴霧錐角與貫穿距離進(jìn)行測量分析發(fā)現(xiàn)噴孔直徑越大噴霧錐角越大,而貫穿距離變化不明顯;環(huán)境背壓越大噴霧錐角越大,貫穿距離越小。以上結(jié)果與人工統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相符合,由