基于定容测试系统的GDI喷油器的喷雾及撞壁特性研究

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1、分类号：ＴＫ４１３．８单位代码：１０１８３‘研究生学号：２０１５４２４０１５密级：公开吉林大学硕士学位论文专业学位（）基于定容测试系统的ＧＤＩ喷油器的喷雾及撞壁特性研究ＳｔｕｄｙｏｎＳｐｒａｙａｎｄＳｐｒａｙＩｍｐｉｎｇｅｍｅｎｔＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＧＤＩＩｎｅｃｔｏｒＢａｓｅｄｏｎＣｏｎｓｔａｎｔＶｏｌｕｍｅＴｅｓｔＳｓｔｅｍｊｙ作者姓名：蒲超杰类别：工程硕士领域（方向）：动力工程指导教师：董伟副教授培养单位：汽车工程学院２０１８年６月

2、未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本Ｉ电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士或硕士）学位论文原创性声明（本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中

3、以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年６月Ｊ日—————————————————————基于定容测试系统的GDI喷油器的喷雾及撞壁特性研究—————————————————————StudyonSprayandSprayImpingementCharacteristicsofGDIInjectorBasedonConstantVolumeTestSystem作者姓名：蒲超杰领域（方向）：动力工程指导教师：董伟副教授类别：工程硕士答辩日期：2018年6月2日II摘要基于定容

4、测试系统的GDI喷油器的喷雾及撞壁特性研究随着人们对绿色环保和节能减排的生活方式的日益关注，搭载缸内直喷汽油机（GDI发动机）的汽车的市场占有率越来越高。主要是因为GDI技术可以精准的控制喷油器的喷油量和喷油时刻，从而改善混合气的混合方式，更好的控制发动机的油耗，改善缸内燃烧状态和减少未燃碳氢的排放。GDI喷油器的燃油的蒸发和雾化过程会直接影响混合气的形成，因此本文将对GDI喷油器的喷雾特性和喷雾撞壁特性进行研究。本文设计了一套基于GDI喷油器的喷雾撞壁定容测试系统，系统主要包括定容器整体、高速摄像系统、喷油系统、背压调节系统、温度

5、调节系统以及撞壁参数调节系统。通过自行设计的试验平台可以进行不同因素对喷雾特性及喷雾撞壁特性的影响试验。同时利用Matlab软件编写图像处理程序，处理试验拍摄的喷雾过程图像，提取特性参数，如喷雾贯穿距离、喷雾锥角、撞壁喷雾高度、撞壁喷雾半径等。分析不同因素对GDI喷油器喷射出燃油的整个蒸发雾化过程的影响，总结影响规律。首先进行了不同喷油脉宽、喷油压力、环境压力、以及环境温度对喷雾特性的影响试验。得到的结论如下：当喷油脉宽取0.2ms、0.5ms、1ms、2ms时，可知喷油量、喷雾贯穿距离以及与喷油脉宽成线性关系，对喷雾运动速度和喷雾

6、锥角无影响。当喷油压力取3MPa、5MPa、7MPa、9MPa时，提升喷油压力会使喷油量增多，喷雾运动速度加快，喷雾贯穿距离、喷雾锥角都会呈增长趋势。当环境压力取0.1MPa、0.3MPa、0.5MPa、1MPa时，提升环境压力会使喷雾运动速度减慢、喷雾贯穿距离减小、喷雾锥角变大。当环境温度取20℃、40℃、60℃、80℃时，升高环境温度会使燃油雾化速度加快，喷雾贯穿距离缩短，喷雾锥角会先增大后减小。为探究喷雾撞壁过程，特制取表面粗糙度与活塞表面相同的金属平板进行喷雾撞壁试验。之后进行了不同壁面粗糙度、撞壁距离、壁面倾角、环境温度、

7、喷油压力、环境压力等因素对喷雾撞壁过程的影响试验。得到的结论如下：当粗糙度分别为Ra0.8和Ra1.6时，由垂直撞壁试验结果得出壁面粗糙度小有利于撞壁喷雾的二次雾化，减少喷雾在壁面的沉积。当撞壁距离分别为20mm、30mm、40mm、50mm时，适当的缩短撞壁距离会使撞壁喷雾反弹时具有更高的能量，减少喷雾在壁面I的沉积。当壁面倾角分别为0°、15°、30°、45°时，适当的增大壁面倾角可以增加撞壁喷雾的扩散面积，减少燃油撞击壁面的动量损失。由与喷雾特性试验相同的影响因素进行的喷雾撞壁特性试验得出，升高环境温度、提高喷油压力、降低环境

8、压力均有助于增大撞壁喷雾高度，促进喷雾撞壁过程中燃油的二次雾化，减少壁面油膜的形成，从而改善GDI发动机的燃烧状态，降低排放。关键字：GDI喷油器，定容器，喷雾，喷雾撞壁IIAbstractStudyonSprayandSprayIm