ارائه معيار پخش‌شوندگي و بررسي آن براي شرايط فشار محفظه نزديك به خلا براي فواره‌هاي بنزيني تزريق مستقيم چند سوراخ

Introducing of the propagation criterion and investigation of that for near vacuum chamber pressures for multi hole gasoline direct injector spray

با گسترش و پيشرفت فناوري‌هاي نوري، استفاده از روش‌هاي متفاوت تصويربرداري براي مطالعه خصوصيات مختلف فواره تزريق مستقيم بنزين در حال توسعه يافتن است. در اين مقاله هدف بررسي اثر دو مشخصه زاويه كلي فواره و سطح تصوير شده فواره در تعيين نحوه پخش‌شوندگي فواره و مقايسه آنها در اثربخشي سنجش اين معيار فواره مي باشد. افشانه مورد بررسي از نوع افشانه تزريق مستقيم چندسوراخ بود و به منظور توليد فشار مورد نياز پاشش سوخت، سامانه پاشش سوخت انباره‌اي طراحي و ساخته شد و براي آزمون ها مورد استفاده قرار گرفت. با توجه به بررسي تجربي انجام شده، مشخص شد كه مشخصه زاويه كلي فواره، معيار درستي براي سنجش قابليت پخش‌شوندگي فواره در محيط نيست. مشخصه سطح تصوير شده فواره نيز بررسي شد و اين نتيجه حاصل شد كه اين مشخصه بيان صحيحي از پخش‌شوندگي فواره بخصوص براي افشانه‌هاي تزريق مستقيم چند سوراخ را ارائه مي‌دهد. براي محاسبه سطح تصويرشده از روش نوري شيارين براي عكسبرداري از فواره سوخت استفاده شد و به كمك روش پردازش تصوير، ميزان سطح تصوير شده فواره محاسبه شد. در ادامه بر اين اساس پخش‌شوندگي فواره براي فشارهاي مختلف محيط و پاشش سوخت بررسي شد كه به ترتيب روند كاهشي و افزايشي پخش‌شوندگي فواره با افزايش فشار محيط و پاشش سوخت به دست آمد، همچنين در بررسي صورت گرفته براي فشار‌هاي محيط كمتر از فشار جو (نزديك به شرايط خلا) و مقايسه آن با فشارهاي بيشتر از آن، مشخص شد كه در فشارهاي كمتر از فشار جو، سرعت پخش‌شوندگي فواره در محيط با افزايش فشار پاشش سوخت روند افزايشي دارد، درحالي كه در فشارهاي بيشتر از فشار جو اين سرعت تقريبا ثابت است.

With developing of optical technologies, using of different imaging methods to study various properties of gasoline direct injection spray is under development. Scope of this article is to study the effect of overall spray angle and spray projected area for determination of spray propagation and investigate the effectiveness of this criterion. The injector was a multi-hole direct injection injector and for producing of the required injection pressure the accumulator type fuel injection system was designed and built and employed in the experiments. According to empirical study, it was found that the spray overall angle characteristic is not an appropriate criterion for measuring the spray propagation. The spray projected area also was investigated and it was found that this characteristic is a correct criterion for measuring the spray propagation especially for the multihole GDI injectors spray. The Schlieren method was used for spray imaging and the spray projected area of image was extracted using image processing technique. The propagation of the spray was also investigated for different chamber and injection pressures, which resulted a decreasing and increasing procedure in propagation with increasing environmental and injection pressures respectively. Also, investigation of the spray for chamber pressures less than the atmosphere pressure comparing with higher than atmosphere pressures, showed that at pressures less than the atmospheric pressure, the speed of spray propagation increases with increase of injection pressure, while at pressures More than the atmosphere pressure, this speed is almost constant.