Устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания

Устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмк

Соцмапмстмческмк

Респубики

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iu920774

{6l) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 01.02.80 {21) 2877768/18-24 с нрнсоединением заявки М— (53)М. Кл.

G 06 Б 7/62

Рмударствопв4 квинтет СССР во аелзи имбрвтвннй и втнрытий (23) Приоритет—

Опубликовано 1$.04.82. Бюллетень J4 14 (53) УДК681.333 (088.8}.

Дата опубликовании описания 15,04.82 (72) Автор изобретения

А. А. Бельке (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к вычислиI тельной технике и может найти применение в тренажерах для обучения водителей транспортных средств и в исследовательских стендах.

Известно устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее регулятор подачи топлива, интегратор, сумматор, инверторы, источник входного сигнала, источник опорного напряжения, реле, управляемый делитель напряжения, блоки нелинейности, инерционный блок и блоки сравнения (1 1.

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет моделировать тормозные и пусковые характеристики двигателя. Если применить это устройство в тренажерах для подготовки водителей наземных транспортных средств, то иэ процесса обучения будет исключено формирование навыка торможения транспортного средства двигателем, последнее, особенно для быстроходных гусеничных машин, двигающихся по пересеченной местности, является основным видом торможения и запуска двигателя. Кроме того, извест5 ное устройство имеет довольно сложную конструкцию и большое количество электромеханических элементов (реле), снижающих общую надежность устройства.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик температуры масла, сумматор, блоки сравнения, интегратор и блоки нелинейности (23.

Недостатком этого устройства является отсутствие воэможности моделирования тормозных и регуляторных характеристик двигателя.

Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей за счет воспроизведения тормозных и регуляторных характеристик двигателя.

920774

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик температуры масла, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу источника постоянного напряжения, а выход первого сумматора соединен с первым входом блока сравнения, выход которо- 1о го через выпрямительный элемент соединен с первым входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения и с первым входом первого блока нелинейности, выход которого соединен с вторым входом интегратора, а также второй блок нелинейности, выход которого через усилитель соединен с вторым входом первого блока нелинейности, дополнитеЛьно введены регулятор подачи топлива, управляемый делитель напряжения, второй сумматор и блок задания внешнего момента, причем регулятор подачи топлива механически связан с управляемым делителем напряжения, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, а выход сумматора соединен с входом второго блока нелинейности, блок задания внешнего момента соединен с третьим входом интегратора, один вывод управляемого делителя напряжения подключен к выходу источника посто35 янного напряжения, другой вывод уп равляемого делителя напряжения соединен с шиной нулевого потенциала.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2

40 поле рабочих характеристик двигателя.

Устройство содержит регулятор подачи топлива, управляемый делитель 2 напряжения, первый сумматор

3, первый блок 4 нелинейности, усилитель 5, блок б заданил внешнего момента, интегратор 7, второй блок

8 нелинейности, выпрямительный элемент 9, датчик 10 температуры масла, источник 11 постоянного напряжения, второй сумматор 12, блок 13 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

Основное уравнение, на котором основана работа модели, имеет вид

3 „м{ (vд)- М :, где 3 — момент инерции, приведенный к валу двигателя; м — угловая скорбсть вращения вала двигателя;

И,(u,g>- крутящий момент двигателя зависящий от угловой скорости вала двигателя и количества топлива;

И вЂ” момент сопротивления враС щению.

Указанное уравнение решается с помощью интегратора 7, входной величиной которого является напряжение, снимаемое с блока 6 задания внешнего момента (при запуске оно nponopqèoHàëüío моменту стартера, при работе под нагрузкой - моменту сопротивления) .

Зависимость М(ц>, g) формируется с помощью первого блока 4 нелинейности, на первый вход которого подается на пряжение с интегратора 7, пропорциональное оборотам двигателя, а на другой — напряжение, зависящее от подачи топлива.

Дри отсутствии напряжения на входе интегратора 7 на выходе блока 13 сравнения имеется напряжение, пропорциональное статическому моменту сопротивления. Величина этого напряжения зависит от напряжения, пропорционального температуре масла, снимаемого с датчика 10 температуры масла.

Запуск двигателя осуществляется напряжением, пропорциональным крутящему моменту стартера Ом т . Если

I U м т I ) 10оl, то на выходе интегратора 7 напряжение U начинает увеличиваться, .при этом напрлжение, пропорциональное крутящему моменту на выходе первого блока 4 нелинейности, изменяется по внешней характеристике (см. фиг. 2).

Когда Uö, становится больше напряжения, пропорционального минимально устойчивым оборотам двигателя, напряжение на выходе блока сравненил 13 изменяет свою полярность, и выпрямительный элемент 9 не пропускает его на вход интегратора 7. Следовательно, действие момента статического сопротивления двигателя становится равно нулю, т. е. двигатель запустилсл, В этом случае напряжение V с блока

6 отключается и увеличение оборотов происходит без воздействия внешних источников. При этом напряжение с выхода первого блока 4 нелинейности, 92077

Формула изобретения

5 продолжает изменяться по внешней характеристике.

Работа по внешней характеристике определяется тем, что на второй вход первого блока 4 нелинейности подается максимальное положительное напряжение, определяемое напряжением со второго блока 8 нелинейности. Когда напряжение 0 ц с выхода интегратора 7 становится больше напряжения с выхо- !О да управляемого делителя 2 напряжения, напряжение на выходе второго сумсумматора 12 меняет знак. При этом напряжение на выходе второго блока 8 нелинейности, а следовательно, и на И втором входе первого блока .4 нелинейности, начинает резко уменьшаться, что приводит к снижению напряжения

О на выходе первого блока 4 нелинейности, т. е. формируется регуля- 20 торная характеристика двигателя. Положение регуляторных характеристик двигателя определяется положением уп" равляемого делителя 2 напряжения.

При отсутствии напряжения 1,1, 2S пропорционального моменту сопротивле-. ния Мс с блока 6, значение напряжения

U равно нулю. Рабочая точка, определяемая координатами крутящего момента и оборотов (n), находится на оси ув оборотов, например, в точке А. При увеличении О рабочая точка находится по регуляторной характеристике т. е. напряжение 0 „ уменьшается. При дальнейшем увеличении U рабочая точка выходит на внешнюю характеристику, в этом случае напряжение U становится меньше напряжения, снимаемого с делителя 2.

Дальнейшее увеличение О,„ происходит по внешней характеристике.

Если О„„ О„„,„с,„ происходит "заглоха" ние" по первой части внешней характеристики.

Рассмотрим слу ай формирования 4> тормозных характеристик.

Допустим, рабочая точка находится на регуляторной характеристике (точка В). 8 этом случае напряжение U> =

U и О, — const, т. е. имеем установйвшийся режим работы двигателя. При изменении положения регулятора 1 подачи топлива в сторону уменьшения подачи топлива напряжение с выхода управляемого делителя 2 напряжения становится меньше U>, при этом меняется знак на выходе второго сумматора 12, что, в свою очередь, приводит к смене знака и резкому увеличению напряжения на выходе второго блока 8 нелинейности. Последнее через усилитель .5 действует на второй вход первого блока 4 нелинейности и изме" няет полярность его выходного напряжения, т. е. рабочая точка переходит по регуляторной характеристике в область тормозных моментов (например, в точку С). В этом случае напряжение

0„ разряжает интегратор 7, что приводит к снижению U . Это снижение происходит до тех пор, пока U g не сравняется с напряжением с выхода управляемого ограничителя 2, т. е. рабочая точка выйдет на новую регуляторную характеристику (точка 0) .

Таким образом, предложенное устройствоо позволяет моделировать работу двигателя в тормозном и регуляторном режимах.

Устройство для моделирования дви" гателя внутреннего сгорания, содержащее датчик температуры масла, вы" ход которого соединен с первык входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу источника по" стоянного напряжения, а выход первого сумматора соединен с первым входом блока сравнения, выход которого через выпрямительный элемент соединен с первым входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения,и с первым входом первого блока нелинейности, выход которого соединен с вторым входом интегратора, а также второй блок нелинейности, вы.". ход которого через усилитель соединен с вторым входом первого блока нелинейности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функцио нальных воэможностей за счет воспроизведения регуляторных и тормозных характеристик двигателя, в него дополнительно введены регулятор подачи топлива, управляемый делитель напряжения, второй сумматор и блок задания внешнего момента, причем регулятор подачи топлива механически связан с управляемым делителем напряжения, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, а выход сумматора соединен с входом второго блока нелинейности, блок за7 920774 8 дания внешнего момента соединен с тре Источники информации, тьим входом интегратора, один вывод принятые во внимание при экспертизе управляемого делителя напряжения под- 1. Авторское свидетельство СССР ключен к выходу источника постоянного . 11 640326, кл. G 06 G 7/62, 1976. напряжения, другой вывод управляемого s 2. Авторское свидетельство СССР делителя напряжения соединен с шиной по заявке И 2745200/18-24, нулевого потенциала. кл. С 06 G 7/62, 1979 (прототип).

920774 фФ@ орли раям ристилц оставитель И. J1e6eAes

Техре

P A E.Xap T

Редактор Л. Веселовская

Филиал ППП патент", г. Ужго . я ент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 2347/59 Тираж 732 а

Подписное осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква Ж-

-35, Раушская наб. 4/5