畢業(yè)論文--冷治稷--想念大學(xué)四年時(shí)光

1、噴油器是柴油機(jī)的關(guān)鍵部件，其噴孔結(jié)構(gòu)直接影響其噴油量、霧化質(zhì)量、貫穿度等燃 油噴射效果。因此深入研究噴油器噴孔結(jié)構(gòu)對(duì)噴油效果的影響大力捉倡節(jié)能減排的今天具 有重要的工程意義。主要研究內(nèi)容有：首先選擇合適的噴油器作為研究對(duì)彖。為減少英他因素對(duì)噴油效果的影響，選擇相同 的噴射器本體，配以不同的噴油嘴。其次制定實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)獲取相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)時(shí)確保除噴油嘴z外的 所冇實(shí)驗(yàn)參數(shù)都相同，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖像，為分析噴油器噴孔結(jié)構(gòu)對(duì)噴油效果打下良好 的基礎(chǔ)。最后分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和照片，尋找噴油器噴孔結(jié)構(gòu)與噴油效果z間內(nèi)在的聯(lián)系，得 到了合理結(jié)論。關(guān)鍵詞：噴油器，噴孔結(jié)構(gòu)，噴油效果abstrac

2、tthe injector is the key component of the diesel,whose orifice structure directly affect their fuel injection e fleet ,such as,fuel inj ection,atomization quality.throughout the degree.therefbrejn- depth study on the structure of the injector nozzle injector effect vigorously promote energy conserva

3、tion and emission reduction projects today has important significance.the main contents are:first,select the appropriate injector for the study.other factors to reduce the effect of the injector,the injector select the same body,together with the different injectors.second,to develop experimental pr

4、ogram,after a lot of experiments to obtain the corresponding experimental data.in addition to the experiment to ensure that all experimental parameters except injectors are the same.to obtain experimental data and images for the analysis of the injector nozzle injector effect on the structure and la

5、y a good foundation.final analysis of experimental data and photos,find injector fuel injection orifice structure and intrinsic link between the effects obtained reasonable conclusion.key words:injector,nozzle structure, injection effect摘要iabstractii目錄1第1章文獻(xiàn)綜述11.1選題背景和意義11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3主耍研究內(nèi)容及預(yù)期口標(biāo)21.

6、3.1主耍研究內(nèi)容21.3.2預(yù)期目標(biāo)2第2章實(shí)驗(yàn)設(shè)備及研究技術(shù)基礎(chǔ)32.1高速視頻攝影機(jī)系統(tǒng)32.1.1 i-speed tr32.1.2 cdu控制器顯示原件42.1.3操作方法與步驟42.2噴油器性能測試系統(tǒng)52.2.1操作方法與步驟62.3噴油器簡介62.3.1作用和要求62.3.2結(jié)構(gòu)和工作原理62.4小結(jié)7第3章實(shí)驗(yàn)方案制訂及實(shí)施83.1實(shí)驗(yàn)方案制訂83.2實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程93.2.1噴油器購買與改裝93.2.2噴油器安裝93.2.3噴油器性能測試系統(tǒng)連接與操作93.2.4高速攝像機(jī)鏈接與操作103.2.5實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)113.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取123.4小結(jié)13第4章數(shù)據(jù)處理與分析144.

7、1噴油量數(shù)據(jù)分析144.2噴油圖片分析164.3小結(jié)18第5章結(jié)論與展望195.1結(jié)論195.2展望19參考文獻(xiàn)20附錄22致謝24第1章文獻(xiàn)綜述1.1選題背景和意義隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)節(jié)約能源、提高能源利用效率、防止空氣污染和噪音等環(huán)保 有更高的要求，對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)，尤其是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油耗、煙霧度、排放、外特性 曲線等建立了更高的標(biāo)準(zhǔn)。近年來，柴油機(jī)發(fā)展迅猛。電控共軌系統(tǒng)徹底改變了柴油機(jī)的傳統(tǒng)形象，開創(chuàng)了清潔 柴油機(jī)的新時(shí)代。1997年，i専世公司成功推出柴油乘用車共軌系統(tǒng)后，很短的時(shí)間內(nèi)，在 歐洲就兒乎全部取代了傳統(tǒng)的燃油系統(tǒng)。噴油器對(duì)柴油機(jī)的性能起著決定性作用。噴油器安裝在汽缸蓋上

8、，其作用是將高壓燃 油霧化成容易著火和燃燒的噴霧，并使噴霧和燃燒室大小、形狀相配合，分散到燃燒室各 處，和空氣充分混合。噴油器除了影響燃油的霧化質(zhì)量、貫穿度及分布等噴霧特性外，還 對(duì)噴油壓力、噴油始點(diǎn)、噴油延續(xù)吋間和噴油率等噴油特性有重大影響。噴油嘴是燃油系統(tǒng)的最終出口，影響噴油效果的關(guān)鍵元件。而燃油的噴射、霧化和蒸 發(fā)及其與空氣的混合是影響柴油機(jī)燃燒和排放的關(guān)鍵因素，噴油嘴偶件作為柴油機(jī)燃油噴 射系統(tǒng)最核心的精密偶件，其性能參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)噴射壓力、噴射角度、油霧直徑 等性能參數(shù)影響非常明顯，良好的噴油效果對(duì)實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的高效低污染燃燒具有重要的意 義。所以，深入研究噴油器噴孔結(jié)構(gòu)對(duì)噴油效

9、果的影響一直是燃油噴射系統(tǒng)研究的重要內(nèi) 容。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀口內(nèi)燃機(jī)誕生以來，人們對(duì)柴油機(jī)中的噴油效杲進(jìn)行了大量研究。眾多的理論研究與 試驗(yàn)結(jié)果表明，噴油器噴孔結(jié)構(gòu)對(duì)噴油效果具有非常大的影響。許多人陸續(xù)研究了噴孔入口圓角網(wǎng)、噴嘴錐度冋和出口直徑9側(cè)對(duì)噴嘴流量和油氣混 合過程的影響。也有人研究了噴孔幾何形狀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排放山切的影響。眾多的研究結(jié) 果認(rèn)為正的錐形噴孔和較大的入口圓角抑制了空穴的產(chǎn)生，增加了貫穿度，減小了噴霧錐 角；也有報(bào)告20認(rèn)為倒錐形噴孔雖然降低了噴孔的流量系數(shù)，但卻有利于霧化。文獻(xiàn)23 還表明，空穴流過強(qiáng)，噴孔中出現(xiàn)阻塞流，難以精確控制噴油量；空穴也可能造成穴蝕， 使噴

10、油器過早失效。文獻(xiàn)715系統(tǒng)論述了噴孔幾何特征尺寸對(duì)柴油機(jī)噴霧霧化特性、燃燒 特性和排放特性的影響。研究的噴孔幾何特征尺寸包括有無壓力室、噴孔入口圓弧半徑、 噴孔直徑、噴孔內(nèi)壁粗糙度、噴孔長徑比、噴孔錐度以及多孔噴嘴的噴孔分布角；噴霧特 性包括噴霧過程中空穴的產(chǎn)生與演變、噴孔流量系數(shù)、噴霧錐角、噴霧貫穿長度、索特平均 直徑smd、空氣卷吸率等；燃燒特性包括火焰舉升長度(lift-off length).放熱率、絕熱火焰溫度、缸內(nèi)壓力等；排放特性包括炭煙、nox排放特性。因此，噴孔的幾何尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)綜 合考慮多方面的因素，但到口前為止該如何定量評(píng)價(jià)噴油嘴噴孔的入口形狀、錐度設(shè)計(jì)與 噴霧特性的關(guān)系，

11、仍沒有定理性的結(jié)論。國內(nèi)研究文獻(xiàn)16中研究者針對(duì)噴油器參數(shù)對(duì)柴油機(jī)燃燒特性的影響進(jìn)行了數(shù)值模擬， 結(jié)果表明，在噴孔總流通面積基木相等的條件下，噴孔數(shù)過少，容易導(dǎo)致油霧著壁，炭煙 生成增多，噴孔數(shù)過多，則導(dǎo)致缸內(nèi)溫度較高，而冃汕束容易發(fā)生干擾和重疊，nox和炭 煙的生成量都升高。噴孔錐角直接影響混合氣的濃度分布和燃燒過程，噴孔錐角過大，容 易使燃油進(jìn)入擠流區(qū)，導(dǎo)致炭煙增加。根據(jù)燃燒室內(nèi)的流場特性，合理選擇噴孔錐角可以 獲得較好的燃燒特性和較低的排放。綜上所述，近年來，隨著測量技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外做了大量關(guān)于噴孔結(jié)構(gòu)對(duì)噴油效果 的實(shí)驗(yàn)研究，但大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仍屬于行業(yè)秘密，木項(xiàng)口需要從大量底層實(shí)驗(yàn)開始積

12、累數(shù)據(jù) 和經(jīng)驗(yàn)，探索噴汕效果與噴孔結(jié)構(gòu)它們之間的聯(lián)系，其結(jié)論將對(duì)噴汕器設(shè)計(jì)和制造有重要 意義。1.3主要研究內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo)1.3.1主要研究內(nèi)容在查閱大量課題相關(guān)的國內(nèi)外文獻(xiàn)、了解關(guān)于探索噴油器噴孔結(jié)構(gòu)對(duì)噴油效果的和關(guān) 影響的基礎(chǔ)上。針對(duì)課題列出相應(yīng)的工作方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、并進(jìn)行分析研究。首先，要進(jìn)行大量的噴油實(shí)驗(yàn)。利用實(shí)驗(yàn)室里博世的eps200測試儀，測出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的 i専世噴油器的不同噴油嘴的實(shí)際噴油量等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。然后，采用olympus的高速攝像機(jī)拍攝大量噴油器噴射時(shí)的照片，截取所需圖像進(jìn)行 后期圖像處理，分析燃油的霧化質(zhì)量與噴油器噴孔結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。最后，通過分析處理實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和照片，來尋

13、找內(nèi)在的聯(lián)系，以得岀合理結(jié)論。132預(yù)期目標(biāo)通過課題學(xué)習(xí)研究,學(xué)習(xí)柴油機(jī)噴油器方面的專業(yè)知識(shí)，熟悉實(shí)驗(yàn)儀eps200和olympus 的高速攝像機(jī)操作，掌握噴油器各種性能實(shí)驗(yàn)方案制定方法，探索出噴油器噴孔結(jié)構(gòu)對(duì)噴 油效果影響的內(nèi)在規(guī)律。同時(shí)，鍛煉自主探索能力，培養(yǎng)刻苦鉆研的精神，養(yǎng)成獨(dú)立思考 的習(xí)慣。第2章實(shí)驗(yàn)設(shè)備及研究技術(shù)基礎(chǔ)由于共軌噴油器的共軌壓力可達(dá)isompa,噴油量50mm3/cyc,每次噴油的時(shí)間間隔為 0.4ms,在時(shí)間如此短的瞬間，我們要拍攝到燃油噴射的變化過程，而且每次噴射至少耍拍 攝到十多張照片，所以除實(shí)驗(yàn)用柴油噴射測試儀及噴油器外，還必須要使用高速視頻攝影 機(jī)，本章主要介

14、紹相關(guān)以期設(shè)備和實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作。2.1高速視頻攝影機(jī)系統(tǒng)高速攝像機(jī)就是能夠以很高的頻率記錄一個(gè)動(dòng)態(tài)的圖像，因?yàn)橐粋€(gè)動(dòng)態(tài)的圖像是需要 數(shù)個(gè)靜止的連貫的圖片按一定時(shí)間速度播放出來的，高速攝像機(jī)一般可以每秒100010000 幀的速度記錄，這樣就可以清楚地拍攝下燃油瞬間噴射的效果，以便進(jìn)行觀察分析。在眾多高速視頻相機(jī)中，我們選擇了拍射效果極佳的olympus攝像機(jī)。olympus i-speed tr、ispeed3、i-speed fs高速攝像機(jī)包含獲取高速視頻需要的所有功能。其 獨(dú)特特點(diǎn)是，其可選件控制顯示裝置(cdu)可讓用戶全面控制和實(shí)吋顯示該系列屮各臺(tái)相機(jī) 的功能，從而顛覆了傳統(tǒng)相機(jī)需要

15、電腦控制的做法。用戶可選擇為0.2微秒的整體快門速度, 以及每秒1方萬幀的最高幀速。由于olympus在數(shù)碼圖像處理方面多年的豐富經(jīng)驗(yàn)，木和 機(jī)也得益于一個(gè)完全密封以防止灰塵進(jìn)入的寬大感光器(21微米像素)而具有極低的感光 度，從而能拍攝出高品質(zhì)圖像。其操作過程也較簡單，插上攝像機(jī)，打開燈光，記錄視頻，然后馬上就可以在獨(dú)特的 控制顯示裝置(cdu)上查看扌n攝對(duì)象。此相機(jī)是真正的獨(dú)立系統(tǒng)，可以通過可選的外部 電池提供電源。更重要的是，該相機(jī)可通過與之相連的cdu進(jìn)行遙控，從而讓用戶在保 護(hù)區(qū)運(yùn)行和機(jī)的所有功能。2.1.1 i-speed tri-speedtr的設(shè)計(jì)目的是用于研發(fā)，其用戶的首要

16、目標(biāo)是為今后在電腦中回顧與分析 圖像而捕捉高品質(zhì)視頻圖像。與所i-speed系列相機(jī)一樣，口j以配合獨(dú)特的控制器顯示 元件(cdu)使用此i-speed tr,同時(shí)也可以通過千兆位以太網(wǎng)連接在電腦上操作此i-speed tr。該攝相機(jī)分辨率為1280x1024,最高速度達(dá)10,000幀/秒，可適用于絕大多數(shù)測試。還 冇特點(diǎn)包括i-focus-確認(rèn)鏡頭焦深和精確焦點(diǎn)的電子功能。icheq確認(rèn)攝相機(jī)錄制狀態(tài) 的外部led指示燈。隨機(jī)快照模式可使該攝像機(jī)在收到一個(gè)同步脈沖的任何時(shí)刻拍攝單幀 畫面，脈沖z間無需最小間隔時(shí)間，且無常規(guī)脈沖碼型或頻率。i-speed軟件套裝的設(shè)計(jì)h 的是反映該攝像機(jī)系列的

17、易于使用的特性和強(qiáng)人的規(guī)格。所冇攝像機(jī)均具冇兩種等級(jí)的屯 腦軟件。其可以滿足實(shí)驗(yàn)要求。圖21 i-speed tr攝像機(jī)2.1.2 cdu控制器顯示原件cdu用于實(shí)吋顯示攝像機(jī)的圖像，并允許通過使用屏幕外周的一系列按鈕來靈活操作 攝像機(jī)。cdu通過3米控制器電線連接到攝像機(jī)的控制器連接器。cdu出攝像機(jī)供屯并顯 示攝像機(jī)的視頻，而月.不需要電池或其他連接。攝像機(jī)能夠識(shí)別cdu的存在并操作專門的 菜單系統(tǒng)。圖2-2 cdu控制器2.1.3操作方法與步驟木儀器旨在用于捕獲高速事件的視頻，將捕獲的視頻存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器，然后再以較 慢的速度重新播放視頻。該攝像機(jī)也可用于將存儲(chǔ)的視頻通過以太網(wǎng)傳輸給電腦

18、，或?qū)⒁?頻保存到cf卡，其具體基本步驟如下所示。假設(shè)已經(jīng)調(diào)整f-mount鏡頭，已經(jīng)連接系統(tǒng)，則選擇幀速度和快門設(shè)置，再相應(yīng)地調(diào) 整照明和鏡頭，并將攝像機(jī)調(diào)整為錄制模式。然后攝像機(jī)在較高的幀速率下錄制視頻，并 將其存儲(chǔ)在內(nèi)置內(nèi)存中。該內(nèi)存以環(huán)形配置，以便在內(nèi)存滿后，每個(gè)新幀替換最開始存儲(chǔ) 的幀。這樣，攝像機(jī)將保留觀察到的景物的滾動(dòng)歷史記錄，此過程將會(huì)不斷以這種方式運(yùn) 行。出現(xiàn)所需的事件后，攝影機(jī)將停止或觸發(fā)。在整個(gè)設(shè)置和錄制過程屮，cdu以及連接 的所有監(jiān)視器都將實(shí)吋顯示全色活動(dòng)圖像。所需的視頻剪輯存儲(chǔ)到內(nèi)存后，可以使用播放 器功能查看。在此模式中，視頻可以以各種速度正向播放或反向播放。還提

19、供了方便的標(biāo) 簽系統(tǒng)，可以在感興趣的部分之間導(dǎo)航。ispeed fs提供了剪輯選擇功能，該功能可對(duì) 要保存的視頻進(jìn)行準(zhǔn)確選擇。2.2噴油器性能測試系統(tǒng)噴油器燃油噴射實(shí)驗(yàn)需要儀器能測出在一定壓力一定時(shí)間下的噴油量，而博世公司推 出了緊湊型測試儀eps200滿足了此要求。該儀器配備先進(jìn)的高壓柴油噴射系統(tǒng)，能裝上博 世噴油器進(jìn)行噴油實(shí)驗(yàn)，能在最短時(shí)間內(nèi)通過口動(dòng)測試步驟，依照測試規(guī)范對(duì)柴油機(jī)共軌 噴油器進(jìn)行怠速和全負(fù)荷時(shí)的噴油量測量及回油量測量。噴油器測試還可以和氣密性測試、 落座氣密性測試以及噴油器開啟壓力測試同時(shí)進(jìn)行。測試儀eps200通過固定適配器可測試：泵噴嘴，單彈簧/雙彈簧噴油器，帶有針閥升

20、 程傳感器（nbf）的噴油器，臺(tái)階式噴油器，電磁閥控制式共軌噴油器，電磁閥控制式共 軌噴油器（非博世品牌）。它的優(yōu)點(diǎn)如下，適用于每個(gè)維修站的緊湊型測試儀，具冇自動(dòng) 測試功能，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，觸摸屏操作，簡便易用，測試規(guī)范和客戶數(shù)據(jù)的集成數(shù)據(jù)庫，基于 噴油量的噴油器測試，帶集成抽吸和凈化程序/裝置。圖2-3測試儀eps2002.2.1操作方法與步驟本測試儀在實(shí)驗(yàn)屮主耍用于測量噴油器的噴油量及回油量。主耍操作步驟如下：開啟 eps 200 ,在系統(tǒng)軟件中識(shí)別cri/crin,在同定架上夾緊crvcrin,連接cri/crin液 壓部分，連接cri/crin電器部分，關(guān)閉防護(hù)罩，進(jìn)行測試，在軟件中輸入和關(guān)

21、實(shí)驗(yàn)參數(shù), 進(jìn)行氣密性測試，進(jìn)行噴汕器實(shí)驗(yàn)。2.3噴油器簡介噴油器是一種加工精度非常高的精密器件，要求其動(dòng)態(tài)流量范圍大，抗堵塞和抗污染 能力強(qiáng)以及霧化性能好。噴油器由與傳統(tǒng)噴油器相似的孔式噴油嘴、液壓伺服系統(tǒng)（控制 活塞、控制量孔等）、電磁閥等組成。噴油器接受ecu送來的噴油脈沖信號(hào)，精確的控 制燃油噴射量。噴油器技術(shù)發(fā)展核心內(nèi)容就是圍繞如何實(shí)現(xiàn)越來越精細(xì)地控制噴油過程而 展開的。本次實(shí)驗(yàn)所采用的噴油器為博世噴油器0445 110 290。噴油器是燃油噴射系統(tǒng)屮最關(guān)鍵和最復(fù)雜的部件，也是設(shè)計(jì)、工藝難度最大的部件。 ecu通過控制電磁閥的開啟和關(guān)閉，將高壓油軌中的燃油以最佳的噴油定時(shí)、噴油量和噴

22、 油率噴入的燃燒室。為了捉高噴油器噴油量的控制精度，一方而努力捉高噴油嘴的加工流 量目標(biāo)值，另一方面要通過提高加工精度、提高噴油器單休的噴油量調(diào)整精度。同時(shí)，還 開發(fā)特殊專用軟件，可以對(duì)噴油器個(gè)休之間的噴油量進(jìn)行修正。2.3.1作用和要求噴油器的作用是把噴油泵排出的高壓燃油似物狀噴入氣缸,以利于可燃混合氣。為發(fā)動(dòng) 機(jī)提供一定壓力的燃汕，保持汕壓恒定，并在發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦（ecu）的控制下，適時(shí)地 向進(jìn)氣歧管或氣缸內(nèi)噴入適量的汽油，與進(jìn)氣形成良好的混合氣。對(duì)噴油器的要求主要有:保證良好的霧化質(zhì)量和合理的油朿形狀;噴油開始和結(jié)束應(yīng)利 落、無滴漏和二次噴射等異?，F(xiàn)象。提高汕壓（定壓），將噴汕壓力提高到

23、lompa180mpa。 控制噴油吋間（定時(shí)），按規(guī)定的吋間噴油和停止噴油?？刂茋娪土浚ǘ浚?，根據(jù)柴油 機(jī)的工作情況，改變噴油量的多少，以調(diào)節(jié)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率。2.3.2結(jié)構(gòu)和工作原理噴油器可分為幾個(gè)功能組件：孔式噴油嘴、液壓伺服系統(tǒng)、和電磁閥等。燃油從高壓 接頭經(jīng)一進(jìn)油通道送往噴油嘴，經(jīng)進(jìn)油節(jié)流孔送入控制室?？刂剖彝ㄟ^由電磁閥打開的回 油節(jié)流孔與回油孔連接。回油節(jié)流孔在關(guān)閉狀態(tài)2作用在控制活塞卜的液壓力大于作用 在噴油嘴針閥承壓而上的力，噴油嘴針閥被壓在座而上，因而沒有燃油進(jìn)入燃燒室。電磁閥工作時(shí)，打開回油節(jié)流孔，控制室內(nèi)的壓力下降，當(dāng)作用在控制活塞上的液壓 力低丁作用在噴油嘴針閥承壓面

24、上的作用力時(shí)，噴油嘴針閥立即開啟，燃油通過噴油孔噴 入燃燒室。由于電磁閥不能直接產(chǎn)生迅速關(guān)閉針閥所需的力，因此，經(jīng)過一個(gè)液力放大系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)針閥的這種間接控制。在這個(gè)過程中，除噴入燃燒室的噴油量之外，還冇附加的所 謂控制油量經(jīng)控制室的節(jié)流孔進(jìn)入冋油道。2.4小結(jié)本章具體介紹了高速視頻攝影機(jī)系統(tǒng)和柴油測試系統(tǒng)構(gòu)成的噴油器燃油噴射實(shí)驗(yàn)所需 的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。例如：ispeed系列相機(jī)、柴油測試儀eps200o又具體介紹了噴油器結(jié)構(gòu)和 工作原理等實(shí)驗(yàn)所需的研究技術(shù)基礎(chǔ)。為實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行做好了鋪墊。第3章實(shí)驗(yàn)方案制訂及實(shí)施經(jīng)過了實(shí)驗(yàn)前的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及研究技術(shù)基礎(chǔ)的準(zhǔn)備，在止式開始實(shí)驗(yàn)2前還需制定具體 實(shí)驗(yàn)方案。本章主要

25、研究實(shí)驗(yàn)方案的制定并具體實(shí)施。3.1實(shí)驗(yàn)方案制訂噴油嘴偶件安裝在噴油器木體上，在實(shí)驗(yàn)中必須仔細(xì)與實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的條件和匹配。噴 油嘴木身是一個(gè)常閉閥（常閉閥的意思是當(dāng)沒有輸入控制訊號(hào)吋，閥門-直處于關(guān)閉狀態(tài); 而常開閥則是當(dāng)沒有輸入控制訊號(hào)時(shí)，閥門一直處于開啟狀態(tài)），由一個(gè)閥針上下運(yùn)動(dòng)來 控制閥的開閉。噴射供油的最大優(yōu)點(diǎn)就是燃油供給z控制十分精確，讓引擎在任何狀態(tài)下 都能有正確的空燃比，不僅讓引擎保持運(yùn)轉(zhuǎn)順暢，其廢氣也能合乎環(huán)保法規(guī)的規(guī)范。噴油 嘴偶件由針閥和針閥體組成，一經(jīng)配對(duì)，不可分開，直至報(bào)廢。噴油過程基本上決定于噴 油嘴截面以及進(jìn)、出油節(jié)流截面的面積。對(duì)不同的噴油嘴所產(chǎn)生的噴油效果的影響，

26、也就是要做噴油器相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。首先，可 選擇3種噴油器做實(shí)驗(yàn)，測試儀eps200能展開博卅:噴油器、電裝噴油器和德爾福噴油器的 噴油實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然，由于課題討論的是不同的噴油嘴在和同的設(shè)定情形下的噴油狀況問題， 如果是同吋做3類噴油器的噴油實(shí)驗(yàn)，那么它們對(duì)應(yīng)的噴油嘴得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)無從橫向 比較，結(jié)論會(huì)導(dǎo)向不同的噴油器所造成噴油效果不同。因此應(yīng)嘗試在一類噴油器中做實(shí)驗(yàn), 于是決定只做i専世噴油器的實(shí)驗(yàn)。然而產(chǎn)生了新的問題，只做博世噴油器的實(shí)驗(yàn)，如果去 購買幾個(gè)博世噴油器的話，那么也還是不能排除噴油器的差界所造成的噴油效果的影響。 所以最好的辦法是用同一個(gè)噴油器，裝上不同的噴油嘴來觀察其和應(yīng)的實(shí)驗(yàn)效果

27、。可是在 一般情況下，每一個(gè)噴油嘴都會(huì)有其對(duì)應(yīng)的專屬噴油器，那么是否能存在一個(gè)噴油器下能 匹配不同的噴油嘴。經(jīng)過我們的調(diào)查和博世公司提供的幫助，我們獲得了匹配不同噴油嘴 型號(hào)的噴油器。各種因素如噴油壓力、反應(yīng)速度等等對(duì)噴油效果有巨大影響，噴油壓力過低造成霧化 效果不好，混合氣混合不均勻，燃燒不充分，過高了影響燃油供給系其它部件的損壞。同 樣，噴孔結(jié)構(gòu)如孔徑，孔數(shù)等等對(duì)噴油效果影響巨大。這就是我們木次實(shí)驗(yàn)用的睜士噴油器0445 110 290及其下匹配的3個(gè)噴油嘴型號(hào)：共 軌噴油嘴配件編號(hào)0433 171 991圖號(hào)dlla 150 p 1622、共軌噴油嘴配件編號(hào)0433 172 036 圖號(hào)

28、dlla 152 p 1690、共軌噴油嘴配件編號(hào)0433 172 078圖號(hào)dlla 152 p 1768。后面就 直接簡稱為噴油嘴dlla 150 p 1622、噴油嘴dlla 152 p 1690、噴油嘴dlla 152 p 1768。噴油嘴型號(hào)dlla 150 p 1622dlla 152 p 1690dlla 152 p 1768孔徑（mm）0.16220.16900.1768表3-1于是我們將在上述3個(gè)噴油嘴上展開實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)儀eps200上測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)用 高速攝像機(jī)拍下噴射燃油圖片。3.2實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程3.2.1噴油器購買與改裝先去博世公詞購買噴油器0445 110 290,

29、同時(shí)購買噴油嘴dlla 150 p 1622、噴油嘴 dlla 152 p 1690.噴油嘴dlla 152 p 1768«將噴油器上原裝的噴油嘴用扳手卸下來，重 新依次組裝上試驗(yàn)用的3個(gè)噴油嘴。3.2.2噴油器安裝噴油器在實(shí)驗(yàn)臺(tái)eps200上安裝連接的主要操作步驟如k：1. 開啟 eps 200 o2. 在系統(tǒng)軟件中識(shí)別cri/crino3. 在固定架上夾緊cri/crino4. 連接cri/crin液壓部分。5. 連接cri/crin電器部分。6. 關(guān)閉防護(hù)罩。7. 進(jìn)行測試。3.2.3噴油器性能測試系統(tǒng)連接與操作crvcrin回油連接附件組包含用于eps200連接和調(diào)試比較普遍

30、的delphi和denso轎 車噴油器（下而被稱作cri）和博世商用汽車噴油器（下而被稱作crin）的適配器（機(jī)械 連接適配器和電子連接適配電纜）。用于油嘴和噴油器總成以及噴油器的eps 200測試元 件。對(duì)cri/crin的工作原理的良好的理解和用eps200系統(tǒng)軟件處理和建立調(diào)試程序。僅 僅清潔的和完整的cri和crin可以測試。圖3-1 cri/crin冋汕連接裝夾crin,安裝回油連接固定裝置，連接高壓軟管，安裝噴射腔，連接回油量和噴油 量軟管，crin電器連接。其屮安裝噴射腔步驟如下：1. 如果需要，選擇合適的pa密封墊（件4）并放入到噴射腔。2. 選擇合適的導(dǎo)向套（件5 ） o3.

31、 放置導(dǎo)向套到噴射腔。4. 擰緊固定螺栓（件2 ） o5. 將鎖緊板（件1 ）移到中間位置。6. 將噴射腔（件8 ）套到crin （件6 ）噴油嘴（件7 ）上。fig. 33 女裝咬射睨圖3-2安裝噴射腔3.2.4高速攝像機(jī)鏈接與操作高速攝像機(jī)的操作步驟：1、連接系統(tǒng)，將主電源線連接到合適的ac壁裝電源插座并開啟電源。2、按照攝像機(jī)后部的電源按鈕。攝像機(jī)開啟后，cdu上顯示i-speed tr、i-speed 3、 i-speed fs閃現(xiàn)屏幕。3、按任一按鈕繼續(xù)，cdu上顯示“主頁”菜單和實(shí)時(shí)視頻圖像。4、按“開始”按鈕進(jìn)入“開始”菜單，然后按“速度”和“快門”按鈕選擇所需的幀 速度和快門速

32、度。使用“速度”控制設(shè)置攝像機(jī)的幀速度?？捎米钚〉乃俣葹?幀/秒，最 人速度為10000ipso通常需耍隨著速度的加快打開鏡頭的光圈或增加光線。此外，當(dāng)速度 增人到2000幀/秒以上時(shí)，圖像將放人顯示。冇時(shí)需要縮短傳感器采集光線的時(shí)間，以便減 少每幀的運(yùn)動(dòng)模糊和“凍結(jié)”運(yùn)動(dòng)。默認(rèn)的快門吋間等于幀吋間，但是“快門”控制可以 縮短該吋間。快門時(shí)間的計(jì)算方式是幀時(shí)間和快門吋間的比率，例如，x10意味著快門的打 開時(shí)間為幀周期的l/10o快門周期的范圍從幀周期（xl）到對(duì)應(yīng)的最小2.16微秒或1微秒 的比率，具體取決于所選的優(yōu)化模式。5、根據(jù)需耍調(diào)整鏡頭焦距和光圈，以獲得清晰明亮的圖像。為了協(xié)助完成聚

33、焦過程， 口j采用i-focus的功能。此圖像處理功能分析來自傳感器的圖像、檢測聚焦?fàn)顟B(tài)并呈現(xiàn)經(jīng) 過特殊修飾的圖像視圖?；井嬅嬖跊]有色彩和不減少亮度的情況下顯示。然后以紅色突 出顯示聚焦較強(qiáng)的細(xì)節(jié)，以黃色顯示聚焦較弱的細(xì)節(jié)，最后依次是綠色和藍(lán)色。不突出顯 示焦點(diǎn)外的細(xì)節(jié)。通過使用此功能，能夠輕松查找圖像中的感興趣區(qū)域，然后調(diào)整鏡頭的 調(diào)焦環(huán)，以實(shí)現(xiàn)這些區(qū)域屮的最大可能對(duì)焦，或達(dá)到多個(gè)感興趣區(qū)域屮的對(duì)焦折屮。6、按“錄制”按鈕，攝像機(jī)將視頻錄制到環(huán)形緩存中，直到按“停止”按鈕或觸發(fā)按 鈕。錄制停止后（無論通過觸發(fā)還是“停止”按鈕）,攝像機(jī)將顯示“回放”菜單/。按“播 放器”按鈕進(jìn)入“播放器”菜

34、單，并顯示內(nèi)存中首次錄制的圖像。7、播放器控件包括：標(biāo)簽、回跳（到標(biāo)簽）、反向播放、剪輯選擇、正向播放、前跳 （到標(biāo)簽）、循環(huán)。按住正向播放或反向播放按鈕口j以快速前進(jìn)或快速回轉(zhuǎn)視頻。“標(biāo)簽”控件用于在感興趣的點(diǎn)設(shè)置標(biāo)簽，并在屏幕頂部的進(jìn)度條屮顯示為黃色豎線。使用“觸發(fā)” 吋，自動(dòng)標(biāo)簽顯示為紅色豎線。8、使用cdu右側(cè)的卜丿下按鈕調(diào)整重放速度。9、如果要保存視頻剪輯，將cf卡插入攝像機(jī)的cf槽屮，然后按“剪輯”選擇。10、使用控件按鈕移動(dòng)到開始幀并按“剪輯”開始，移動(dòng)到結(jié)尾幀并按“剪輯”結(jié)尾。 幀和內(nèi)存狀態(tài)顯不在右方。11、若要保存所選剪輯，按“保存”。若要訪問圖像質(zhì)量或視頻處理選項(xiàng)，選擇“設(shè)

35、 置”，此屏幕中的“保存”選項(xiàng)也可以。12、使用屏幕選項(xiàng)輸入文件名，然后按“確定”進(jìn)行保存，并顯示“存儲(chǔ)卡”菜單。13、根據(jù)需要按“返回”以返回到“主頁”菜單。3.2.5實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)高速攝影機(jī)的注意事項(xiàng)：“剪輯”選擇在插入卡后才可用；不耍在cdu菜單屏幕上出 現(xiàn)cf卡刪除警告時(shí)刪除cf卡刪除警告時(shí)刪除cf卡；圖像傳感器需要時(shí)間進(jìn)行重置，以 準(zhǔn)備捕捉每一幀，所以xl是近似值，在最高速度時(shí)不可用；如杲選擇了較長的快門時(shí)間并 增加幀速度，則不能使用較長的快門時(shí)間。在這種情況下，1speedtr將縮短快門時(shí)間， 但是如果選擇了較低的幀速度，i-speed tr不會(huì)再次縮短快門時(shí)間；隨著快門比率的增人

36、或快門吋間的縮短，攝像機(jī)需要更多光線。在實(shí)驗(yàn)臺(tái)eps200 ±安裝連接噴汕器的注意事項(xiàng)：在使用前檢查軟管的損壞情況(破 裂)，更換損壞的軟管在開啟前；檢查所冇的軟管被正連接到試驗(yàn)設(shè)備和測試樣本，防止 發(fā)牛漏油，如果試驗(yàn)設(shè)備和測試樣木未能正確的液壓連接，試驗(yàn)油可能高壓噴出，或者在 測試開始吋試驗(yàn)設(shè)備破裂，這可能造成傷害或設(shè)備損壞；僅僅在“泄漏”測試后安裝噴射 腔；做完測試后，噴射腔熱的表面口j能引起手的嚴(yán)重?zé)愎试趶腸rin上拆去噴射腔前帶 上防護(hù)手套。3.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取通過實(shí)驗(yàn)儀器eps200,可以測出噴油器0445 110 290在裝上噴油嘴dlla 150 p 1622、 噴油嘴

37、dlla 152 p 1690、噴油嘴dlla 152 p 1768后的實(shí)際噴油量。其小共軌噴油器壓力、 測量時(shí)間、控制特性曲線、檢測步驟及英他參數(shù)都由程序統(tǒng)一設(shè)定，這樣在其他的因素確 定z下，只有噴油嘴的變化，就可以看出噴油孔的結(jié)構(gòu)變化會(huì)對(duì)實(shí)際噴油量造成的影響。根據(jù)噴油器0445 110 290統(tǒng)一編寫參數(shù)：控制特性曲線為14v。檢測步驟vl：控制持 續(xù)時(shí)間為800ps,壓力為150mpa,測量時(shí)間為90s。檢測步驟ll：控制持續(xù)時(shí)間為710ps, 壓力為30mpa，測量時(shí)間為40s。檢測步驟ve：控制持續(xù)時(shí)間為300|is,壓力為60mpa, 測量時(shí)間為40so經(jīng)過測試最終得岀相應(yīng)的情況下

38、3個(gè)噴油嘴的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：檢測步驟vlllve噴油量(ml)70. 085. 952. 43表3-2噴油嘴dlla 150 p 1622的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)檢測步驟vlllve噴油量(ml)70. 526.612. 68表3-3噴汕嘴dlla 152 p 1690的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)檢測步驟vlllve噴油量(ml)72. 277. 052. 89表3-4噴油嘴dlla 152 p 1768的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)其他原始數(shù)據(jù)見附錄。3.4小結(jié)木章具體制訂了實(shí)驗(yàn)方案，在同一個(gè)噴油器下進(jìn)行不同的噴油嘴的噴油實(shí)驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn) 儀器eps200測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用olympus的高速攝像機(jī)拍攝下燃油噴射吋的照片。并根據(jù)實(shí) 際經(jīng)驗(yàn)具體指出了實(shí)

39、驗(yàn)實(shí)施操作過程及其注意事項(xiàng)。第4章數(shù)據(jù)處理與分析在大量實(shí)驗(yàn)和翔實(shí)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，木章你擬根據(jù)需要主耍分析處理噴油器0445 110 290 上的噴油嘴dlla 150 p 1622、噴油嘴dlla 152 p 1690、噴油嘴dlla 152 p 1768等三個(gè) 噴油嘴噴孔結(jié)構(gòu)對(duì)噴油效果的影響，以期得到合理的結(jié)論圖片。4.1噴油量數(shù)據(jù)分析整合3個(gè)噴油嘴的數(shù)據(jù)，列出橫向比較。根據(jù)噴油嘴dlla 150 p 1622、噴油嘴dlla 152 p 1690、噴油嘴 dlla 152 p 1768 對(duì)應(yīng)的孔徑 0.1622mm,0.1690mm 和 0.1768mm,在檢 測步驟vl、ll、ve下的數(shù)據(jù)

40、變化列表作圖。噴油嘴型號(hào)dlla 150 p 1622dlla 152 p 1690dlla 152 p 1768孔徑（mm）0.16220.16900.1768表41、孑丨徉（itutl）1 1j u |_1_ 111111/圖表標(biāo)題0.180.160.14圖4j檢測步驟vl下3個(gè)噴油嘴的噴油量孔徑（mm）0.16220.16900.1768噴油fl (ml)70. 0870. 5272. 27表牛280十檢測步驟vl下3個(gè) 噴油嘴的噴油量-孑l徑（mm）頁油量（ml）>>17060504030201001234圖42檢測步驟ve下3個(gè)噴油嘴的噴油量孔徑（mm）0.16220.1

41、6900.1768噴油量（ml）2. 432. 682. 89表牛3f檢測步驟ll下3個(gè) 噴油嘴的噴油量-孔徑（mm）噴油量cml） 1 1 11234圖牛3檢測步驟ll下3個(gè)噴油嘴的噴油量孔徑（mm）0.16220.16900.1768噴油量（ml）5. 956.617. 05表44十檢測步驟ve下3個(gè) 噴油嘴的噴油量-孑l徑（mm）噴油量（nil）;.1234圖44通過上述4個(gè)圖表，可以看出，由于噴油嘴dlla 150 p 1622、噴油嘴dlla 152 p 1690、 噴油嘴dlla 152 p 1768的孔徑不斷上升，在相同的控制檢測步驟中，即其持續(xù)時(shí)間、壓 力、測量吋間都相同的參數(shù)

42、下，折線上升平緩，噴油量與孔徑基木成正比關(guān)系。4.2噴油圖片分析在做噴油實(shí)驗(yàn)時(shí)，不改變其他的條件，取下噴射腔，同時(shí)用高速攝像機(jī)拍卜燃油噴射 吋的圖片。在眾多圖片中，對(duì)比30mpa和60mpa的圖片，150mpa下拍攝的圖片相對(duì)來說 由于噴射量大，相對(duì)噴射時(shí)間較長，顯得更加具體清晰，更有利于觀察圖片霧化，得到的 圖片數(shù)眾多，也更利丁選擇優(yōu)秀的圖片。于是決定選擇150mpa卜的圖片來觀察霧化情況。 下面就是噴油嘴dlla 150 p 1622、噴油嘴dlla 152 p 1690、噴油嘴dlla 152 p 1768的 圖片顯示的霧化情況。噴油器的噴霧特性通常是指噴油嘴噴出的燃油與氣缸內(nèi)的氣體介質(zhì)

43、z間的混合特性， 它一般包括宏觀特性和微觀特性兩方面。微觀特性包括噴出的油滴平均直徑、油滴尺寸分 布、油滴速度等；宏觀特性是影響噴霧的各種微觀機(jī)理共同作用所表現(xiàn)出來的綜合結(jié)杲， 主要包括噴霧形狀、貫穿度、噴霧錐角等。燃油粒度愈細(xì)且均勻性好，表明霧化質(zhì)量越高。其中貫穿度是指從噴孔到燃油油束的垂直平面的最長距離，即油束長度。燃油噴射的 貫穿度直接影響混合氣的形成。如果貫穿度過小，燃油噴射達(dá)不到燃燒室內(nèi)最適合燃燒的 區(qū)域，這樣空氣與燃?xì)饩筒荒艹浞只旌?；女口果射程太大，燃油射到冷壁上，也容易造成?完全燃燒。影響因素主要有，噴射壓力、噴孔尺寸（長度直徑比）、氣缸內(nèi)介質(zhì)溫度和壓 力等。噴霧錐角是表示油束

44、在燃燒室內(nèi)的擴(kuò)散程度，油霧擴(kuò)散形成的i員i錐角度大小稱為噴 霧錐角。噴霧錐角大，它所包圍的空氣體積大，油氣易混合，若噴霧錐角過大，油霧噴射 到燃油室壁上或接近渦流較弱的燃燒中信，從而影響燃燒。若采用零度錐角噴射器，油束 比較集中，容易達(dá)到有利于油氣混合區(qū)域，但擴(kuò)散程度低。圖4-5噴油嘴dlla 150 p 1622霧化效果圖圖4-6噴汕嘴dlla 152 p 1690霧化效果圖fl圖4-7噴油嘴dlla 152 p 1768霧化效果圖上述圖片的共同點(diǎn)是，開始噴射時(shí)，燃油束狀逐漸噴涌而緊接著油束逐漸變?nèi)耍?在達(dá)到貫穿度后，即噴射最長距離。然后迅速霧化。通過對(duì)比噴油嘴dlla 150 p 1622

45、、噴油嘴dlla 152 p 1690、噴油嘴dlla 152 p 1768 的圖片顯示的燃油霧化情況，可以看出，噴油嘴dlla 150 p 1622的孔徑最小，霧化效果 也稍佳。4.3小結(jié)本章主要運(yùn)用圖表法分析噴油器數(shù)拯，用觀察法分析噴油圖片，并探索出相關(guān)性結(jié)論。第5章結(jié)論與展望本章總結(jié)整篇論文所取得的結(jié)論以及對(duì)未來的展望。5.1結(jié)論通過前兒章對(duì)課題噴油器噴孔結(jié)構(gòu)對(duì)噴油效果影響實(shí)驗(yàn)研究的全面分析及探討，主要 得出以下兩點(diǎn)結(jié)論：1、在一定條件下，隨著噴油嘴孔徑的增加，噴油量也成正比增加。2、在一定條件下，噴油嘴孔徑越小，噴油的霧化質(zhì)量越高。同時(shí)，在做過多次噴油實(shí)驗(yàn)后，木人已熟練掌握實(shí)驗(yàn)儀eps

46、200的噴油器實(shí)驗(yàn)操作和 olympus的高速攝像機(jī)的使用，鍛煉了自身的動(dòng)手能力，培養(yǎng)了不怕困難勇于探索的科研精 神。學(xué)得了更多的專業(yè)知識(shí)，自身受益匪淺。5.2展望后期工作可以沿以下兩個(gè)方向繼續(xù)進(jìn)行：1、購買更多一個(gè)噴油器本體可以配多個(gè)噴油嘴的噴油器，做更多的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，可得到 更精細(xì)的結(jié)論；2、擬改造實(shí)驗(yàn)裝置，將性能測試系統(tǒng)的噴油觸發(fā)器與拍攝系統(tǒng)的觸發(fā)器同時(shí)觸發(fā)，以 得到不同實(shí)驗(yàn)過程中相對(duì)同步的拍攝間隔，可進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)與圖片的置信度。參考文獻(xiàn)1 朱岱力，邵建華，歐陽凌江.淺析噴汕嘴偶件結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)流錄的影響j湖南丁業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)報(bào)第12卷第4期,20122 徐佳龍.柴汕機(jī)電控噴汕技術(shù)m.北

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