基于MATLAB/GUI测量分析喷雾油束的特性

摘要

随着经济的发展，汽车保有量呈逐年上升的趋势，但能源短缺和环境污染问题也随着经济的发展而日趋严重。柴油机压缩比很高，热效率和经济性都要好于汽油机，而且柴油机在节能与CO2排放方面的也存在着很大的优势.当前世界范围内车辆动力柴油化趋势加快，故对柴油机的性能研究有了进一步的要求。
　　 燃料的喷射和雾化特性影响发动机的动力性、经济性和排放性，研究燃料的喷雾特性对于提高发动机的性能具有重要意义。柴油机的喷雾特性，包括喷雾贯穿距离、喷雾锥角、破裂长度和雾化液滴的尺寸分布等，本文中的喷雾特性主要研究两个参数：喷雾贯穿距离、喷雾锥角。
　　 本文基于MATLAB软件平台对拍摄所得的喷雾图像进行了编程测量处理研究。编程过程主要运用的数字图像处理理论有：图像类型转换、灰度直方图、图像增强、图像分割、数学形态学、二值图像处理等。
　　 本文编程实现了对喷雾油束的喷雾锥角、贯穿距离的测量，并对测得的数据应用最小二乘法进行曲线拟合得到了经验公式，在MATLAB/GUI平台上实现了程序的界面化设计。结果表明对于比较明亮且无阴影的图片仅应用灰度范围就能够保证喷雾锥角的测量误差在5％以内，贯穿距离的测量误差在1％以内；对于阴影严重的图片，选用合适的阈值系数和修正系数也能够保证喷雾锥角的测量误差在5％以内，贯穿距离的测量误差在1％以内。
　　 本文最后运行喷雾测量系统完成对典型工况下纯柴油喷雾特性的测量并得出经验公式，以及对不同的背压和不同的喷油泵转速下的喷雾图像的测量结果进行了对比。