【摘 要】
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目前,常用的热泵系统多为使用电力驱动的电热泵,然而常规电热泵系统存在造成电力峰谷差变大以及发电用燃煤导致环境污染等问题,在能源与环境的双重压力下,寻求一种清洁高效的恒温系统已迫在眉睫。甲醇燃料发动机热泵系统因其一次能源利用率高、污染排放低、燃料来源广泛且运输性能良好等优势,具有广阔的应用前景。本文对发动机热泵控制系统的控制原理进行了研究,提出了适合甲醇燃料发动机热泵系统的控制策略,基于Moto T
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目前,常用的热泵系统多为使用电力驱动的电热泵,然而常规电热泵系统存在造成电力峰谷差变大以及发电用燃煤导致环境污染等问题,在能源与环境的双重压力下,寻求一种清洁高效的恒温系统已迫在眉睫。甲醇燃料发动机热泵系统因其一次能源利用率高、污染排放低、燃料来源广泛且运输性能良好等优势,具有广阔的应用前景。本文对发动机热泵控制系统的控制原理进行了研究,提出了适合甲醇燃料发动机热泵系统的控制策略,基于Moto Tron快速原型平台设计开发了热泵用甲醇燃料发动机控制系统。利用模块化设计方法,基于任务调度机制开发了包括了工况判断与切换、燃料喷射与点火控制、空燃比闭环控制和热泵系统变容量调节控制等功能的控制模型。针对快速原型控制器输出信号为信号级的特点,基于MC33810功率驱动芯片开发了功率驱动电路,并对驱动电路进行了功能测试与设计优化。采用模型仿真测试与发动机模拟试验测试的方式,对控制模型的响应过程进行了测试。测试结果表明:控制模型能够实现预设功能。在一台四缸汽油机上改造搭建了甲醇燃料发动机试验台架,在台架上对控制系统进行了试验测试。试验结果表明:开发的控制系统运行良好,起动与停机信号响应正确及时;发动机起动过程平稳可靠,能够在10s内稳定在怠速工况;空燃比闭环控制效果良好,能够较好地保持缸内混合气浓度在理论空燃比附近;热泵变容量调节控制算法动态响应平稳迅速,发动机目标转速发生改变后,实际调节时间小于20s,稳定在目标转速后转速波动率小于3%,具有良好的动态响应特性。对热泵用甲醇燃料发动机控制系统的研究,对推广应用可再生能源发动机热泵系统,推动我国能源结构多元化,促进社会的可持续性发展具有积极的作用。
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