随着新能源汽车技术的发展,寻找替代燃料实现高效清洁燃烧,成为当前研究热点之一。醇氢发动机将甲醇及其裂解气作为燃料有利于减少传统燃油消耗,降低发动机尾气中有害气体的排放,开展其相关研究对改善我国能源结构和缓解环境污染具有重要的理论和现实意义。本文以一台四缸汽油机为研究对象,将其改装为以甲醇和甲醇裂解气为燃料的醇氢发动机。在此基础上设计一套排气余热回收控制系统,进行硬件模块选型、主控制器硬件设计、主控制器程序编写和上位机设计开发,并在上位机数据处理智能化、发动机工况采集实时化、裂解气闭环控制有效化等方面进行研究。首先,从功能、功耗和扩展性等方面综合考虑,对硬件模块进行选型,并根据各个硬件模块的接口电路对主控制器电路板进行设计开发。其次,对软件系统进行设计开发,包括上位机软件和主控制器软件。基于STM32F407ZGT6芯片的架构和KEIL平台,采用C语言设计研发主控制器软件程序。基于QT开发平台,编写C++代码完成上位机软件的设计开发。最后,对排气余热回收控制系统进行调试并进行测试。测试表明,在完成该控制系统基本功能基础上,主控制器电路板工作稳定,上位机数据实现了有效的智能化处理。在节气门全开时,测量发动机各个转速和对应转速下的排气温度。当发动机转速2000r/min和额定转速5500r/min时,测量发动机各负荷下的排气温度。并在排温为200°C到340°C之间测量不同反应温度下的裂解气质量占反应物甲醇质量变化情况。测试表明,排气余热回收控制系统可以有效地进行醇氢发动机工况数据实时采集和裂解气闭环控制。