(100.26.179.251) 您好!臺灣時間:2021/04/21 23:00
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:陳威廷
研究生(外文):Wei-Ting Chen
論文名稱:汽車缸內直噴引擎噴油嘴 霧化特性實驗分析
論文名稱(外文):Experimental Study on Atomization Characteristics of a Gasoline Direct Injection Engine
指導教授:黃榮芳黃榮芳引用關係
指導教授(外文):Rong Fung Huang
口試委員:林怡均許清閔
口試委員(外文):Yi-Jiun LinChing-Min Hsu
口試日期:2019-6-15
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:機械工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:254
中文關鍵詞:引擎缸內直噴高壓噴油嘴
外文關鍵詞:EngineGDIInjector
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:60
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究針對一個編號ME 2.0之高壓GDI噴油嘴的各種關鍵參數進行實驗與分析,並自行搭建高壓共軌系統,以三相感應電動機透過撓性聯軸器連結實車凸輪軸用以驅動高壓幫浦產生高壓以將汽油從噴油嘴的小孔壓出。使用自製驅動電路取代車用電腦ECU,用以控制高壓幫浦、高壓噴油嘴及擷取高壓共軌內之實際油壓。使用光電感測器以監控及校正馬達實際轉速,以使馬達在驅動高壓幫浦時能維持在設定的轉速,致使高壓幫浦輸出的壓力為設定值。自行架設一部具有直立式矩形截面通道的噴霧可視化設備,長寬高 = 100 cm  90 cm  250 cm,上方為整流裝置,下方為一漏斗狀結構,漏斗狀結構的下方接一PVC管,PVC管下游接一油氣收集盒(內有多層高密度濾網),下游再接一氣動風機。調整氣動風機的轉速,將氣流從直立式矩形截面通道上方的整流裝置吸入通道內,使通道內的氣流分布均勻不會產生回流,以免影響噴霧流場,從上往下的速度控制在極低的數值3 ~ 4 cm/s,可將對噴霧的影響降至最低。噴出的油料可以隨著往下流動的氣流經漏斗、管道進入油氣收集盒並被高密度濾網攔截而沉積於盒內,經濾除油氣的氣流再進入氣動風機排出戶外。針對此高壓噴油嘴,依據引擎轉速、噴油脈寬、噴油壓力、油溫等參數設立五個工況點,相對於汽車行駛時引擎操作的多種情況(例如:怠速、一般市區行駛及極速),進行試驗分析。使用一油料收集袋套於噴油嘴出口,使噴油嘴噴油,收集在一段長時間內噴出的油料,再以微量天平量測油料的重量,可得到單位時間的噴油重量,再將單位時間內的噴油量依設定的引擎轉速換算為每一行程的噴油重量。使用白光照射可視化法、雷射光頁可視化法獲取油霧噴出時的照片與影片,再於電腦上量取噴霧的噴束角與貫穿距,並從高速攝影獲取之連續瞬間影像,計算噴霧中心線的貫穿速度。使用質點影像速度儀(Particle Image Velocimeter, PIV)量測噴霧的速度場,並經計算轉換為速度向量、流線、速度分布(velocity contour)。依據實驗數據與分析結果顯示,任意脈寬之下,噴油壓力越大,噴油初始速度也越大;隨著貫穿距離增加,速度趨緩。當固定噴油脈寬時,噴油壓力越大則噴束角越小;當固定噴油壓力時,噴油脈寬越大則噴束角越小。在所有噴油壓力與噴油脈寬條件下,斷油前,噴霧前端的速度會達到最大。由於噴油壓力越大,噴油霧化程度就越快,所以噴油壓力越大時,噴霧前端速度越小。當比較怠速與一般市區行駛速度條件時,怠速時的噴油脈寬與噴油壓力都較市區行駛來的小,因此怠速時噴油嘴所噴出的油滴較大,霧化程度較差;怠速條件時,斷油前噴霧中心線前端油霧的速度約為市區行駛速度條件噴霧中心線前端油霧速度的三倍,印證了一般汽車怠速時,燃燒效率較差,容易產生燃燒不完全之廢氣。
The atomization characteristics of a gasoline injector of a ME 2.0 GDI engine was experimentally studied by laser-light sheet assisted particle tracking flow visualization technique and Particle Image Velocimetry (PIV). A homemade electric circuit was developed to drive a high pressure pump, synchronize the injection timing of the fuel injector, and acquire the pressure data in the common rail. A transparent flow chamber was designed and built to perform the laser-light sheet assisted particle tracking flow visualization. A flow conditioning device was installed at the ceiling (inlet) of the chamber to ensure a parallel, low speed flow passing through the chamber. A funnel-shaped structure was installed at the bottom (exit) of the chamber for exhaust of the gasoline/air mixture. A pneumatic mechanism driven fan was installed downstream the piping system to provide suction force for the air flow in the chamber. Using the pneumatic mechanism driven fan instead of an electric motor driven fan was by consideration of avoiding firing by accidental ignition of spark or flash. The parallel laminar flow in the chamber was adjust to about 3 ~ 4 cm/s to reduce the disturbance of the environmental draft on the spray. The flow visualization results showed that the spray angle decreased with increasing the injection pressure at a fixed injection pulse width. While at a fixed injection pressure, the spray angle decreased with increasing the injection pulse width. Under the idle condition, the injection pressure was smaller than and the injection pulse width was longer than those of the urban cruise condition. Therefore, the sizes of the gasoline droplets at idle were larger than those at cruise, which denoted that the atomization performance at idle was poor lower than that at cruise. The results of the PIV measurements showed that large injection pressure induced high gasoline droplet velocity. The centerline droplet velocity at idle was about three times that of the cruise condition. This phenomenon was induced by the large droplet sizes (poor atomization) at idle. The poor atomization at idle induced a lower combustion efficiency and higher exhaust pollutants at idle when compared with those of the cruise condition. 
摘要 i
Abstract iii
誌謝 v
第一章 緒論 ix
1.1. 研究動機 1
1.2. 研究方法 3
1.2.1研究內容與架構 3
第二章 噴油嘴實驗設備、儀器與方法 5
2.1實驗設備 5
2.1.1噴油實驗平台 5
2.1.2 噴油嘴 5
2.1.3 高壓幫浦 5
2.1.4 馬達 6
2.1.5 氣動力風扇 6
2.1.6 濾油箱 7
2.1.7 汽油箱 7
2.1.8 NI-DAQ 7
2.1.9 控制電路 7
2.1.10 電子微量天秤 7
第三章 實驗過程與結果 8
3.1 噴油流量測試 8
3.2白光成像測試 8
3.3軸向雷射測試 9
3.3.1 實驗方法與設備配置 9
3.3.2 實驗結果 10
3.4 PIV速度場測試 11
3.4.1實驗方法與設備配置 11
3.4.2 實驗數據後處理 12
3.4.3 實驗結果 12
2.1.11質點影像速度儀(PIV) 13
第四章 實驗結果分析 17
4.1 噴油流量分析 17
4.2噴霧貫穿距與貫穿速度分析 17
4.3噴霧噴束角分析 18
4.4 PIV速度場分析 19
第五章 結論 20
[1] SAE International,, Gasoline Fuel Injector Spray Measurement and Characterization, Gasoline Fuel Injection Standards Committee, Automotive, (March 14, 2007)
[2] 吉林大學陳虹課題組,「缸內直噴汽油發動機燃油噴射共軌系統壓力控制問題」,吉林大學汽車仿真,吉林大學,吉林,中國,2018
[3] 林韋丞:「缸內直噴機車引擎的實驗與計算分析」,機械工程技術研究所碩士論文,國立台灣科技大學,台北,臺灣,中華民國,2012。
[4] 陳韋霖:「機車引擎燃燒室屋脊型穹頂幾何形狀最適化設計」,機械工程技術研究所碩士論文,國立台灣科技大學,台北,臺灣,中華民國,2017。
電子全文 電子全文(網際網路公開日期:20240725)
連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔