Устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в тренажерах для обучения водителей транспортных средств. Цель изобретения - повьшение точности моделирования при работе на частичных скоростных характеристиках. Устройство содержит блок задания напряжения, пропорционального внешнему моменту, интегратор, усилитель, кусочно-линейный функциональный преобразователь, делитель напряжения. Устройство обеспечивает повышение , точности, дает возможность задать ограничение минимально устойчивой скорости, моделировать тормозные свойства двигателя и регуляторные ветви характеристик без усложнения схемы, позволяет реализовать с помощью простой схемы многообразие функций, имекицих место в реальном двигателе. 4 ил. i т

СОЕЭ СОВБТСНИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 G 06 С 7/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ к втоеСКОМУ СвидкткльСтвь (2 1) 3874296/24-24

: (22) 25 ° 03.85 (46) 2301.87. Бап. М 3 (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.М.Кузнецов (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 112037 1, кл. G 06 G 7/64, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 95 1335, кл. G 06 G 7/64, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в тренажерах для обучения водителей транспортных средств...SUÄÄ 1285500 А 1

Цель изобретения — повышение точности моделирования при работе на частичных скоростных характеристиках.

Устройство содержит блок задания напряжения, пропорционального внешнему моменту, интегратор, усилитель, кусочно-линейный функциональный преобразователь, делитель напряжения.

Устройство обеспечивает повышение точности, дает возможность задать ограничение минимально устойчивой скорости, моделировать тормозные свойства двигателя и регуляторные ветви характеристик без усложнения схемы, позволяет реализовать с помощью простой схемы многообразие функций, имеющих место в реальном двигателе. 4 ил.

85500 2

В тяговом режиме работы двигателя регулируемое положительное напряжение другого делителя через переключатель поступает на выход блока 3.

Знак напряжения на выходе делителя 1 отрицательный, знак напряжения обратной связи положительный.

Область рабочих характеристик двигателя в осях момент — скорость or10 раничена слева минимальной величиной

Н скорости холостого хода, зависящей от температуры масла двигателя, сверху — внешней скоростной характеристикой А, справа — регуляторной ветвью D снизу — характеристикой момента С потерь в двигателе (фиг. 2).

Если момент двигателя в этой облас ти увеличить на величину момента С потерь, получается область, ограничен20 ная скоростью минимального холостого хода Н, внешней характеристикой В, регуляторной ветвью F и осью абсцисс графика. Ломанная Н, В, F аппроксимируется кусочно-линейной функцией и

25 моделируется преобразователем 5. Отрицательная обратная: связь интегратора 2 на его третий вход приводит к уменьшению момента двигателя на величину С потерь и к восстановлению ра3О бочей области характеристик в границах Н, А, D, G (фиг. 2). Функция Н, В, F моделируется преобразователем

5, а функция G — отрицательной обратной связью интегратора 2 на его

1 12

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в тренажерах для обучения водителей транспортных средств и в исследовательских стендах, Цель изобретения — повышение точности моделирования двигателя при работе на частичных скоростных ха- рактеристиках.

На фиг. 1 представлена структур-. ная схема устройства; на фиг. 2 скоростные характеристики двигателя; на фиг. 3 — схема управляемого нагруженного делителя напряжения с кусочно-линейной характеристикой", на фиг. 4 — статическая характеристика нагруженного управляемого делителя.

Устройство содержит последовательно соединенные делитель 1 напряжения, интегратор 2, блок 3 задания напряжения, пропорционального внешнему моменту, усилитель 4 и кусочнолинейный функциональный преобразователь 5, Блок 3 содержит ограничи-! тельные резисторы 6 и переменный резистор 7.

Интегрирование уравнения движения осуществляется фазоинвертирующим интегратором 2, выходное напряжение которого пропорционально угловой скорости вращения вала двигателя, а входное напряжение равно алгебраической сумме трех напряжений. На первый вход интегратора подается напряжение с блока 3, пропорциональное

1 моменту стартера при моделировании процесса запуска двигателя и моменту сопротивления при моделировании его работы. На второй вход интегратора

2 поступает напряжение с делителя 1, пропорциональное эффективному моменту по скоростной статической характеристике двигателя. На третий вход интегратора 2 подключено напряжение отрицательной обратной связи с выхода интегратора 2, пропорциональное моменту потерь в двигателе.

Блок 3 состоит из двух делителей напряжения (ограничительные резисторы б) и трехпозиционного переключателя режимов (переменный резистр 7). В режиме запуска двигателя отрицательное напряжение с выхода одного из делителей через переключатель режимов поступает на выход блока 3, В режиме работы делителя на холостом ходу оба делителя отключены и на выходе блока 3 напряжение равно нулю. третий вход.

Частичные скоростные характеристики, например Q получаются путем преобразования напряжения с выхода преобразователя 5. Простейшим преобразованием является линейное. Его можно применить в моделях двигателя, используемых в тренажерах, где не требуется высокой точности. В этом случае на выходе преобразователя 5 включается делитель 1 напряжения, коэффициент передачи которого зави— сит от положения движка, которым задается угол открытия дроссельной заслонки карбюратора. С целью повышения точности моделирования частичных характеристик делитель 1 напряжения должен быть нелинейным.

В частности, для получения кусочнолинейной характеристики может быть использована схема нагруженного делителя, простейший вариант которой с двумя нагружающими резисторами б приведен на фиг. 3, оптическая характеристика - на фиг. 4.

В известном устройстве регуляторные характеристики получаются путем смещения регуляторной ветви D вдоль оси абсцисс при изменении топливопередачи. Регуляторные характеристики, выполненные более пологими, моделируют в определенной рабочей зоне линеаризованные частичные скоростные характеристики двигателя.

В предлагаемом устройстве частич- 10 ные скоростные характеристики получены смещением вдоль оси ординат внешней скоростной характеристики

Н, А, D с одновременной трансформацией ее формы и угла наклона вплоть 15 до характеристики G потерь, поэтому более точно моделируют реальные физические процессы регулирования двигателя, работающего на частичных скоростных характеристиках, например 20 карбюраторного.

Усилитель 4 предназначен для усиления и инвертирования входного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

При моделировании запуска двигателя с выхода блока 3 на вход интегратора 2 поступает отрицательное напряжение, пропорциональное крутя- 30 щему моменту стартера. На выходе интегратора 2 увеличивается положительное напряжение, пропорциональное скорости двигателя. Если оно превысит величину, пропорциональную ми- 35 нимально устойчивым оборотам холостого хода, на выходе делителя 1 появляются отрицательное напряжение, пропорциональное моменту двигателя в соответствии с его внешней или час- 40 тичной скоростной характеристикой.

После окончания моделирования процесса запуска двигателя и ручного включения режима работы модели двигателя на холостом ходу выходное нап-45 ряжение блока 3 отключается. Управляя делителем 1, моделируют установившиеся и неустановившиеся режимы работы двигателя на холостом ходу.

Работа двигателя под нагрузкой мо" 50 делируется с момента включения тягооо 4 ного режима и подачи на вход интегратора 2 с блока 3 положительного напряжения, пропорционального моменту нагрузки. Изменяя положение движка делителя 1, получают некоторую частичную или внешнюю скоростную характеристику двигателя. Установившееся значение момента и скорости определяется точкой P пересечения характеристики С нагрузки с характеристикой, например Q, двигателя (фиг. 2).

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности моделирования двигателя при

его работе на частичных скоростных характеристиках, дает возможность задать ограничение минимально устойчивой скорости, моделировать тормозные свойства двигателя и регуляторные ветви характеристик без усложнения схемы. Применение данного устройства в тренажерах для обучения водителей позволит реализовать с помощью простой схемы многообразие функций, имеющих место в реальном двигателе, что способствует созданию требуемых навыков управления двигателем у обучающихся и повышению эффективности обучений. формула изобретения

Устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее блок задания напряжения, пропорционального внешнему моменту, выход которого соединен с первым информационным входом интегратора, второй информационный вход которого соеди-. нен с выходом делителя напряжения, выход интегратора подключен к входу усилителя, выход которого соединен с входом кусочно-линейного функционального преобразователя, выход которого подключен к входу пелителя напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования при работе на частичных скоростных характеристиках, выход интегратора соединен с .третьим информационным входом интегратора.

1285500

Составитель В.Фукалов

Техред В.Кадар Корректор О,Луговая

Редактор И.Николайчук. Заказ 2527/52

Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж«35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4