柴油機(jī)噴霧油束宏觀特性測試系統(tǒng)研究.pdf

1、柴油機(jī)一直以其良好的熱效率在各領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。作為混合氣形成的主要手段，燃油的噴霧特性對(duì)其經(jīng)濟(jì)性與排放特性有重要的影響。由于柴油噴霧的高瞬態(tài)、強(qiáng)湍流特征，需要采用準(zhǔn)確可靠的測量方法對(duì)其進(jìn)行深入研究分析。
　　本文以紋影成像原理為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并搭建光學(xué)成像系統(tǒng)，對(duì)柴油噴霧錐角以及貫穿距等宏觀特征的測量效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。調(diào)整光路原件中的濾光片波長范圍、光柵尺寸、刀口布置、透鏡相對(duì)位置等因素，優(yōu)化高速攝影機(jī)獲取的噴霧圖像質(zhì)量。同時(shí)，為進(jìn)

2、一步準(zhǔn)確提取噴霧圖像中的有效信息，提高測試精度，本文提出一種新型數(shù)字圖像處理方法：僅提取噴霧圖像中油束邊界信息，以此確定噴霧貫穿距和噴霧錐角。針對(duì)噴霧圖像中油束邊緣卷吸難以識(shí)別這一難點(diǎn)，本文在預(yù)處理中通過圖像作差法獲取完整燃油噴霧油束，以中值濾波過濾圖像噪點(diǎn)，將RGB圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖以簡化后期處理過程，以大律法結(jié)合二階Canny算子獲取噴霧輪廓線，以開運(yùn)算對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理，以霍夫變換擬合油束輪廓邊界線，最終量化圖像坐標(biāo)，提取噴霧

3、宏觀特性，隨后的校核實(shí)驗(yàn)證實(shí)本方法具有較高測量精度。
　　為進(jìn)一步驗(yàn)證本測量方法在柴油噴霧研究中的可行性，以柴油單次噴霧實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為基礎(chǔ)，在不同油泵轉(zhuǎn)速、噴射背壓、噴孔直徑等條件下，對(duì)噴霧宏觀特性的動(dòng)態(tài)發(fā)展過程進(jìn)行測量分析，結(jié)果證實(shí)：同一噴射條件下，隨時(shí)間的發(fā)展噴霧錐角呈先增大后趨于平穩(wěn)的趨勢，噴霧貫穿距則逐漸增大，且增長幅度逐漸減緩；隨油泵轉(zhuǎn)速的增大，噴霧錐角和噴霧貫穿距都逐漸增大；隨噴射背壓的增大，噴霧錐角逐漸增大，而貫穿距逐漸