基于模糊逻辑方法的GDI汽油机燃油喷雾特性分析

基于模糊逻辑方法的GDI汽油机燃油喷雾特性分析

随着排放法规变得越来越严格，使得对汽油机排放控制的研究变得越来越重要。汽油缸内直喷（GDI）技术成为实现较低排放的有效方法。对GDI汽油机缸内燃油喷雾特性进行了研究，并深入了解燃油喷雾的变化过程，确定出影响燃油喷雾特性的主要因素，从而进一步降低其排放。

通过试验对GDI汽油机的燃油喷雾特性进行研究时，所有试验均在一个静态测试试验室中进行。采用一台具有8孔喷油器且能够进行光学可视的GDI汽油机，并使用异辛烷作为汽油替代物。设定燃油喷射压力的变化范围为5～20MPa，进气温度的变化范围为20～300℃。利用日本Photron公司生产的PhotronFastCAMSA4高速相机，通过光学可视路径采集GDI汽油机缸内喷雾图像。利用数字图像技术将采集的缸内燃油喷雾图像表示为数值矩阵，结合给定的阈值条件实现对缸内燃油喷雾图像的二值化处理，即将采集的缸内燃油喷雾图像转化为灰度阴影图像。利用模糊逻辑方法对所得到的灰度阴影图像进行进一步处理，通过设定模糊规则实现对灰度阴影图像的去噪、分类、分割和提取，确定出缸内燃油喷雾最有可能的轮廓，同时确定最初进行燃油喷射时，燃油液滴与空气的接触面。对采集到的所有缸内燃油喷雾图像进行上述处理，便能够确定出整个GDI汽油机循环周期内缸内燃油喷雾和燃油液滴与空气接触面随时间和空间的演化过程。通过对不同参数下缸内燃油喷雾演化过程的分析，能够控制湿壁现象的产生，改善燃油液滴的蒸发过程，实现GDI汽油机效率改善、排放降低，尤其是HC排放的降低。

Giuseppe Quaremba et al. SAE2016-01-0874.

编译：陈丁跃