噴嘴積碳對GDI汽油機噴霧特性影響的實驗研究.pdf

1、汽油機采用GDI(gasoline direct injection,汽油缸內(nèi)直噴)技術可以有效提高燃油經(jīng)濟性和排放性能,然而暴露在燃燒室惡劣環(huán)境中的噴油器會隨著工作時間的增長產(chǎn)生并積累噴嘴積碳,進而影響GDI汽油機的工作性能。在能源日益緊張和環(huán)境污染加劇的背景下,開展GDI汽油機噴嘴積碳的研究對抑制噴嘴積碳的產(chǎn)生和積累進而提高GDI汽油機的工作性能有著重要的意義。
　　本研究根據(jù)汽油機噴油器的噴霧試驗需要,設計開發(fā)出一整套包括控

2、制界面、控制電路和控制程序的汽油機噴油器控制系統(tǒng),其中控制電路包括DC/DC(Direct Current,直流電)升壓電路、ECU(Electronic Control Unit,電子控制單元)通訊電路和噴油器控制電路,該控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)電控參數(shù),可以精確控制各種汽油機噴油器;利用MATLAB軟件編寫出處理噴霧圖片的程序,并計算了噴霧錐角和貫穿距離。
　　本研究搭建了一個由噴油器控制系統(tǒng)、容彈、光源、高速攝像機、蓄能器、氮氣減壓

3、閥、高壓氮氣瓶和GDI汽油機噴油器組成的實驗臺,采用陰影法對新噴油器和三種積碳程度不同的噴油器(行駛里程分別為20000km、50000km、80000km),在五種不同的噴油壓力下(4MPa、6MPa、8MPa、10MPa和12MPa),研究了噴嘴積碳對于噴霧錐角和貫穿距離的影響,獲得以下主要結論:
　　1.從總體趨勢來分析,在不同噴油壓力下,同一時刻行駛里程20000km和50000km的噴油器噴霧貫穿距離和噴霧錐角均大于新噴

4、油器和行駛里程80000km的噴油器,并隨著噴油壓力的提高,貫穿距離差距在逐步縮小,噴霧錐角差距在逐步增大;行駛里程80000km的噴油器噴霧貫穿距離遠小于新噴油器。
　　2.在不同噴油壓力下,四種噴油器的噴霧錐角都呈現(xiàn)出隨時間的推移波浪式減小,最后趨于穩(wěn)定的趨勢;噴霧錐角減小的速度在噴油開始后迅速減緩;四種噴油器的噴霧貫穿距離都呈現(xiàn)出噴油初期以較快的速度增長,隨著噴霧的進行增長速度放緩的趨勢。
　　3.行駛里程20000k

5、m和50000km的噴油器在噴霧發(fā)展過程中的燃料霧化程度明顯小于新噴油器和行駛里程80000km的噴油器;尤其是行駛里程50000km的噴油器噴霧發(fā)展過程中各個噴孔油束獨立發(fā)展,相互之間干涉少,導致各油束之間濃度梯度大,噴霧均勻性差。
　　4.從總體趨勢來分析,當噴油壓力為4MPa時,新噴油器、行駛里程20000km和50000km的噴油器有較大的噴霧錐角,隨著壓力的增大,噴霧錐角有所減小;當噴油壓力增大到12MPa時,噴霧錐角反

6、而增大。當噴油壓力從4MPa升高到6MPa時,行駛里程80000km的噴油器的噴霧錐角有所增大;當噴油壓力從6MPa升高到10MPa時,噴霧錐角有所減小;當噴油壓力從10MPa升高到12MPa時,噴霧錐角有所增大。
　　5.從總體趨勢來分析,當噴油壓力從4MPa升高到6MPa時,新噴油器的噴霧貫穿距離有所減小;從6MPa升高到10MPa時,噴霧貫穿距離逐步增大;從10MPa升高到12MPa時,噴霧貫穿距離有所減小。當噴油壓力從4M