本田研制发动机自动控制 可保持转数恒定
本田在新型单缸引擎“iGX440”(排量0.438L)中采用了自适应控制技术之一的自调整技术(Self Tuning Regulator)。iGX440于4月下旬发表、7月开始向各工业设备厂商销售。在这一级别的通用引擎中采用自适应控制技术尚属首次。
新型引擎的特点是配备有“电子控制单元”,ECU(电子控制单元)负责实时监控油门的开度和转数,当引擎负荷发生变化时可电控油门并保持预设转数恒定。“电子控制单元”采用了自调整技术,可根据油门开度和引擎转数来推定负荷,并且根据负荷来控制油门的开度,以保持预设转数。
“iGX440”的分解样机
采用自适应的目的在于自动应对负荷的变化。虽然此前也有以电子控制方式确保转数恒定的控制器,但很难实现自动应对负荷变化。这一级别的通用引擎广泛应用于高压喷射水流的高压清洗机、道路施工等用途使用的混凝土破碎机等领域,根据设备的不同需要进行手动调节。
由于新型引擎可以根据负荷条件自动调节引擎运转状态,所以不需要进行上述的手动调节。另外,在高压清洗机上使用时,可以操作手里拿的水枪手柄上的开关来调节,“就像操作摩托车的油门手柄一样”(本田)来控制引擎,可大幅提高操作性。
另外,此前的引擎的气门驱动形式为OHV(气门顶置)驱动、燃烧室形状为浴缸形,而新型引擎采用OHC(顶置凸轮轴)驱动、燃烧室形状近似半球形,这样在同等输出功率时与原引擎相比,燃效提高了约15%、噪音也大约降低了4db(A)。价格比此前该公司生产的引擎(排量0.39L)高出大约3成。
不用电池也可控制转数
本田对“iGX440”单缸通用引擎采用了自调整(STR,Self Tuning Regulator)控制技术,这在全球首次还是首次。该产品的另一大特点是在不使用电池的情况下,仍可对转数进行控制。通用引擎常用于只在个别季节使用的设备上,比如草坪修剪机等。这种设备有时会碰到电池耗尽的情况,此时,不用电池也可控制转数的特点便可在提高设备易用性方面发挥作用。
在不使用电池时,iGX440使用名为触发线圈(Pulser Coil)的部件来测量引擎点火的时间。触发线圈配备在发电机转子的外侧,可将转子凸极(Salient Pole)通过时的磁阻变化转换为电信号,然后再以电信号的变化为触发条件实施点火。点火利用发电机转子旋转储存在电容器中的电力。通过这种方法起动引擎,发电机便可向电子控制单元供电。而对节流阀和油门开度的控制则稍有延迟。
因此,要实现不使用电池时的转数控制,最重要的一点就是引擎起动后是否能及时开始控制。这里所说的“及时”,就是指能不能对转数控制得平稳。虽然该公司并未公布详细情况,不过,据悉从引擎起动到进入对节流阀和油门的控制状态,时间仅为百毫秒(msec)水平。不过,在控制单元中无法使用较大功率的CPU。所以产品开发中最大的因难就是怎样导入STR控制。
顺便说一下,控制单元配备的是32位CPU。不过,该公司表示使用16位CPU即可。引擎每转一圈便会对油门开度进行3次计算。