【摘 要】
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随着我国汽车工业的快速发展,石油等化石燃料资源也随之短缺,寻找切实可行的替代能源具有重大意义。其中,甲醇裂解气作为一种可行的发动机替代燃料,不仅可以利用发动机的排气
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随着我国汽车工业的快速发展,石油等化石燃料资源也随之短缺,寻找切实可行的替代能源具有重大意义。其中,甲醇裂解气作为一种可行的发动机替代燃料,不仅可以利用发动机的排气余热,还可以改善发动机缸内燃烧,提高发动机热效率,具有广阔的发展前景。本文将一台四缸汽油机改装为甲醇裂解气发动机,并在此基础上设计了一套甲醇裂解反应器控制模块,具体工作包括:控制器硬件设计、CAN总线、CCP协议代码以及反应器的控制策略编写。控制器硬件涵盖了主芯片、电源管理、传感器、执行器、串口及CAN总线通信电路等,并预留扩展接口,以供后期开发与升级。高速CAN总线实现了发动机ECU与反应器ECU之间的数据交换,在获取实时信号的同时很大程度地减少了台架实验所需的传感器数量。控制器中加入了符合ASAM标准的CCP协议代码,通过INCA6.2可读取实验实时数据、并对ECU内参数进行在线标定。通过理论推导,计算当过量空气系数在1附近时,甲醇裂解气发动机在不同掺混比下的等效空燃比,并在Matlab/Simulink/Stateflow中建立甲醇裂解反应器控制模型,模型可以自动生成可以编译、执行的嵌入式C代码并移植到反应器ECU中。实验结果表明,在裂解气掺混比较高的情况下,裂解气发动机的功率相比于原机会有所下降;在中低负荷下,甲醇裂解气发动机的热效率要高于原机,配合稀薄燃烧,可以更大幅度地提高裂解气发动机的热效率。
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