基于混沌理论的缸内直喷汽油喷雾分析

随着汽车排放法规的不断严格，需要对汽油机做进一步的优化，这样对汽油喷雾进行充分的了解变得十分必要，尤其是了解汽油喷雾贯穿距离长度变化和汽油浓度分布的机理，对汽油机的优化具有重要作用。随着理论基础的深入，利用混沌理论对汽油喷雾图像进行分析逐渐成为一种可行的选择。

利用混沌理论对汽油喷雾进行分析时，需要获得汽油喷雾成形过程的高亮图像。而在光学可视的静态高压容器中可模拟汽油机的运行环境。采用美国德尔福（Delphi）集团生产的8孔电磁喷油器，并采用正辛烷代替标准汽油进行汽油喷射试验，喷射压力设定为5MPa和20MPa两个值。采用日本活图隆（Photron）精密仪器生产的FASTCAMSA4高速相机，利用Mie散射技术获得汽油喷雾成形过程的高亮图像。为了方便识别高亮图像的轮廓，利用神经网络方法将其转化为细节更加清晰的灰度图像，在强化图像边缘的同时，消除不稳定因素产生的噪声干扰。将汽油喷雾贯穿距离长度和汽油浓度分布作为混沌变量，利用混沌理论对得到的灰度图像进行统计分析，确定两个混沌变量随时间变化的关系。同时，采用计算混沌变量随时间变化关系的李雅普诺夫指数和赫斯特指数，以区分混沌变量随时间变化的周期振荡部分和随机部分，并由此表征汽油喷雾的喷雾特性。在进行优化时，则可以将混沌变量作为优化指标，以获得最优的汽油喷雾特性。

Luigi Allocca et al. SAE 2017-01-0839.

编译：王祥