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能源短缺、环境污染日益严重,寻找车用代用燃料已被提上日程,开发代替石油的清洁燃料,具有现实及长远的战略意义。通过分析良好的清洁车用代用燃料的要求,二甲醚以其高效清洁的燃烧特性和高十六烷值等特性成为柴油发动机的理想代用燃料。目前,二甲醚直接应用于柴油发动机还存在不少问题,如燃料供给系统中产生气阻现象、润滑问题、易压缩等问题对燃料喷射定时控制、燃料喷射规律有比较大的影响,为了保证发动机的动力性、排放性等性能,必须对发动机燃油喷射系统进行改进。首先,以单缸发动机启动工况和怠速工况为研究对象,利用AMESim软件建立发动机模型;其次,在MATLAB/Simulink中建立燃料喷射持续时间的控制策略模型,利用软件接口技术,通过S-function函数将发动机模型和控制策略模型联合仿真,根据曲轴位置传感器采集的发动机转速信号和冷却水温度信号,调整燃料的喷射持续时间,得到燃料喷射持续时间随发动机转速和冷却水温度变化的基本规律。第三,选用发动机电控系统传感器,设计了对应的信号处理电路和电控燃料喷射器电磁阀的驱动电路。第四,在仿真数据的基础上,用C语言在CodeWarrior IDE4.6软件中编写控制系统程序。最后,根据实验室现有的条件,利用Freescale公司的DEMO9S12XDT512开发板作为最小开发系统,对设计的硬件电路和编写的控制程序进行模拟实验。仿真结果表明,发动机从启动工况向怠速工况转变的过程中,由于冷却水温度对发动机的运行有很大的影响,发动机的转速波动比较大,进气压力不稳定,此时根据冷却水温度和相对稳定的发动机转速确定燃料喷射持续时间,以保证发动机起动成功。模拟实验表明:设计的整形、放大电路正确,通过DEMO9S12XDT512最小开发系统将设计的外围电路与编写的控制程序等组成的二甲醚电控燃料喷射系统的控制器能够实时采集传感器信号、按燃料喷射持续时间控制要求输出电磁阀驱动信号,实现对二甲醚喷射量较准确的控制。研制的控制器能够根据实时检测到的发动机运行工况参数,较准确地计算出所需的燃料供给量和喷射时刻,实现发动机燃料喷射的优化控制,提高发动机动力性、经济性和排放性能。