甲醇裂解气发动机的电控系统开发和分析-development and analysis of electronic control system for methanol cracking gas engine.docxVIP

摘要近年来,伴随着全世界出现的能源短缺、环境保护的大背景下，甲醇裂解气以其储量丰富、价格便宜的突出优点，被认为是非常好可替代的清洁代用燃料。甲醇裂解气汽车促进电子控制技术的应用和进一步发展，控制甲醇裂解气发动机也需要更强大的机构来实现，因此进一步开发更加高性能和比较稳定的的电控系统成为研究甲醇裂解气发动机的重要问题,现代电控系统的研究和发展主要集中在：控制器的小型化，更快的处理速度和更大的处理空间；传感器的小型化，集成化和智能化，能够对温度，电压进行补偿，直接输出数字信号，自身具有抗干扰能力；控制软件从最优控制向自适应，自学习控制，最终走向神经网络的智能控制。本文首先对甲醇裂解器的设计方案进行了系统的介绍,包括裂解器的设计,燃气输送管的设计和滤清器的设计,叙述了如何在原汽油机的基础上搭建甲醇裂解器，并且针对甲醇裂解气发动机搭建了实验台架，和针对其控制系统的调试平台，加快了ECU的开发进程。本文主要针对上述问题开发出一种控制甲醇裂解气发动机的多片式ECU，它不仅能满足各种信号采集处理和控制功能的要求，而且所开发的ECU周期短，成本低。本文所研发制作的甲醇裂解气发动机多片式控制系统ECU，能够基本完成其系统功能。在此基础之上，本文还介绍了该类型发动机的点火和喷气方式的传统控制方法与现代控制方式的不同，针对发动机的不同工况和所处环境的不同设计了该系统的总体方案，并借助硬件和软件来对燃气喷射和点火控制系统进行了详细的设计，提出最有效的控制方法。最后，将本文开发的控制系统应用于搭建好的发动机台架上来试验其性能，试验以NISSANHR16DE汽油机为研究对象，在电子控制系统方面，和汽油发动机进行台架测试比较。结果表明采用该设计系统不但在动力性和排放性方面达到了要求，而且控制过程比较稳定，为下一步对甲醇裂解器发动机软件系统和硬件系统的优化提供了基础和依据。关键词:甲醇裂解气发动机，裂解器，电控单元，性能研究AbstractInrecentyears,underthebackgroundoftheemergenceoftheworldsenergyshortages,environmentaldamage.Methanolgas,foritsabundant,cheapandotheroutstandingadvantages,isconsideredtobeoneofthebestcleanalternativefuels.ThecarsusingMethanolgasasfuelpromotethedevelopmentofengineelectroniccontrolapplication,thewaystocontrolmethanolgasenginealsoneedsstrongersystemtoachieve,thustheattentiontodevelopmorehighperformanceandmorestableelectriccontrolsystemattractsoureyes.Theresearchandthedevelopmentofmodernelectroniccontrolsystemmainlyfocuson:thecontrollerbecomessmaller,hasfasterprocessingspeedandgreaterprocessingspace;Thesenorneedsmoreminiaturization,integratedandintelligent,capableoftemperature,voltagecompensation,canoutputdigitalsignalsdirectly,andhasanti-jammingability;TheControlsoftwarechangesfromtheoptimaltoadaptivecontrol,toself-learningcontrol,finallytoneuralnetworkintelligentcontrol.Firstly,themethanolsystemdesignswereintroduced,includingthecrackerdesign,thedesignofthegasductandfilter,describeshowtobuildmethanolgasolineengineonthebasisoftheoriginalengine,andbuildagasenginetestbenchanddebuggingplatformforitscontrolsystem,increasethedevelopmentprocessoftheECU.Thispaperdevelopsacon