Устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания
(5114 0 06 (7 72
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1;;.1.". ;) Г: . ;.., 4. СОЮЗ СОВЕТСКИХ .:-" ",)) СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
А - 1-=1 РЕСПУБЛИК
«а=.ъ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (?1) 4077365/?4-24 (??) 11,06.86 (46) 30.10,87, Вюл. М 40 (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.М.Кузнецов (53) 681,8(088.8) (56) Авторское свидетельство ГГСР
94?066, кл. Г 06 ",. 7/62, )979.
Авторское свидетельство С(:СР
11 1285500, кл. 0 06 (7/6?, 198". (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОД1,"Л11РОВА1111Я
ДВИГАТЕЛЯ ВИУТРВИ11ЕГО СГОРА11ИЯ
„„80„„13488Г) 9 А 1 (57) Изобретение относится к устройствам для моделирования двигателя вю треннего сгорания. 11ель изобретения — расщирение функциональных возможностей за счет моделирования пусковмх и рег JIHTopHblx характеристик двигателя, Для достижения цели в цепь моделирования индикаторного момента- двигателя включен усилитель 6 с регулируемым коэффициентом усиления, управляемый с помощью суммирующего усилителя ll и блока нелинейности l?. типа "зона нечувствительности".
2 ил. и !Обр»т»тн(» от«)с.ится к ны и<слителт>ной T»xt 11(пт н) изобр(т»!<ВЯ Явпя»тся рлсшир»ни(. сзунк«ио <((т«,1<ых Возможност»й у с т pо<(с тт> л 3 л Гчi . .т мОД»11? I p От» лfl?(я . О 1(vсковl lх и р»1 ) лятopн< lх хл(pлкт(pиcTик ?б и их (.перлтивного р»гу тировлния. 1(л (>ИГ ° 1 д«71<««Гх(- м7 уГтрО?(ств«1) нл (ь< г., — работа усtp )f Ус.трой(тт«с) Год»р) ит пот»Вциом»тр (, мехл<>и i»cê (ГF«TIçë(<<<1. и с p(I,ë)Iòoðoì )ã, ПО> t«<« "„.<ток " .«лдлния T»J<»шн»гo м(1Г»ел та, з датчикк знлч»низ мин(мал!,«О устойчи1»011 i KOPO(> И ДВ ИГЛ 1 ( Ч, OJ-p7J »., fl(:. и< 1<»>IНОС TH ТИП Л; Ol<,! Il(! IУ(» (Tl« » If:i)С.ТИ Ус?<ли7 .Ят 6 с р т улиру Г(1<м Ко 1)1и(1?<«HÒOM У>Г И (. IH<Í f»K «)()Ч«»» Т ОTI(..() 11(lf UH 1((ti< у«и (ит»!TE 1 1 с р!:«?<стopG "1 1- i в ц»пи с)7 рицлт»л),нои Обрлтчой с?»я «.t и Зо Отр? и; т»линой обрлт; с il связ т с р»гулиру>«мои E»(:,;t?l I?f) «игторл 1 > il;)« »,«гор(» ) 6. () <О i / ««, Д l > <" ОМ» i ТОр«7 1 ) 1(1 В ) T»KJ(k)«(>»T -10 >ть «с В лнии ii(J(JfT<» 1(нтегросуГ(Г<л гс)(3 предГ t лвляет собой О?(»рацио!<>(< <й1 усилитель с конд»)<с?»(ором В tt(!IIH отрицательной обрлтной связи и тремя режимами рабаты: Интегрировлнис.", Останов") "Злдл» ние ялчлл, ных условий Р»>к1<Г ь! рлб )ты элдлются коммутиРУН)>11< Р»» fl > 1 О (, " J« < ОP()11 P (.» it C 1 UP ВЫХОД Оll»р««цтl(» Оп»pal
Ком?(ар
Рлботл устройства основана на инT»cðèp0T»àJTèè уравнения движения коленчлтого влтт(» двигателя, А («.> лт. гд» ) момент инерции, приведенный к валу двигателя; угловая скорость вала; т»ремя; индикаторный момент двигател . ) угол открытия дроссельной заслонки карбюратора; внешний момент, приложенный к вэлу двигателя; момент суммарных потерь в двигателе и его вспомогатель?п,!х механизмах. 1!нт»грировлн?(е уравнения движения Осущ»стнляется интегросумматором 3, вход(В"(и напряжениями которого являВнешний момент двигателя моп»лируется блоком 1, л момент суммарных пот»рь — отрицательной обратной связью интегрос ммлторл 3 с вь?хода на егo ретин вход, ются три напряжения, пропорциональные трем моментам в правой части уравнения. В режиме "Задание начальн
1!Идиклторный моГ> нт двигателя ттт)и полностью открытой дроссельной заслонке моделируется функциональным cT»ï»HTIbtM преобразователем ) (внеш— няя скоростная характеристика). Частичные скоростные характеристики получаются путем линейного (или нелин»йного, преобразования внешней с I(oM0IlbY) потенциаметра 1. 1 I48II69 Переключателем 19 блока 7 задается три режима работы двигателя:"Запуск двигателя" (в верхней (по схеме) положепии переключателя); "Холостой ход" (в среднем); "Тяговый (в нижнем положении переключателя 19). Подстроечным резистором 17 устанавливается величина отрицательного напряжения, пропорциональная пусковому моменту стартера, Резистором 18 устанавливается и регулируется в процессе работы двигателя положительное напряжение, пропорциональное внешнему моменту нагрузки. Задатчиком значения минимально устойчивой скорости двигателя 8 устанавливается напряжение, пропорциональное минимально устойчивой скорости двигателя, а резистором 20 блока 12 задания нелинейности — напряжение, пропорциональное значению скорости, при которой начинается ограничение момента по регуляторной ветви скоростной характеристики, Переменным резистором в обратной связи суммирующего усилителя 11 óñтанавливается требуемое значение его коэффициента усиления и, тем самым, наклон регуляторной ветви, Усилитель с регулируемым коэффициентом усиления 6 осуществляет ограничение сигнала, поступающего на его информационный вход в соответствии с сигналом управления. Внешняя скоростная характеристика индикаторного момента (o(= 1), формируемая функциональным степенным преобразователем 5, соответствует функции ОАВС (фиг.?), При полностью закрытом дросселе (a = =О) — это линия OY. Задание минимально устойчивой скорости приводит к трансформации функции ОАВС в функцию ОМАВС. Добавление регуляторной ветви характеристики HTY дает полную внешнюю характеристику ONAPTY. Для примера приведена одна из частичных характеристик (0 . с 1): ONDETY. Аппроксимированная характеристика момента потерь — прямая OZ ° В результате суммирования на интегросумматоре 3 внешней, например, характеристики О! АВТОИ с характеристикой потерь OZ получим внешнюю тяговую характеристику О FGSZ двигателя. Примеры частичных тяговых характеристик: ОР11 Б7, (О (Z с1) и О.- 112?. (= О). Прямая TI, cnorbercзвует некоторому значению момента внешней нагрузки, а отрезок 07 — установившемуся значению скорости двигателя, работающего 5 с данной нагрузкой на упомянутой частичной характеристике. Отрезок О!! соответствует значению минимально устойчивой скорости, а ОХ— скорости ограничения момента в соответствии с регуляторной ветвью характеристики двигателя. Устройство работает сдедующим образом, Включается режим Интегрирование блока 3 и режим "Запуск двигателя" блока 7. Па второй вход интегросумматора 3 с резистора 17 блока 7 через переключатель 19 поступает отрицательное напряжение, пропорциональное пусковому моменту стартера, Па выходе интегросумматора 3 появляется положительное напряжение, пропорциональное 25 скорости двигателя, а на его третьем входе — положительное напряжение, моделирующее момент потерь, Иа выходе усилителя 4 и на входе степенного функционального преобразователя 5 увеличивается отрицательное напряжение, пропорциональное скорости двигателя, Па выходе степенного функционального преобразователя 5 появляется 35 положительное напряжение, пропорциональное индикаторному моменту при полном дросселе. Когда скорость двигателя превысит минимально устойчивое значение, а 40 напряжение на втором входе компаратора 9 соответственно, превысит уровень уставки, на выходе компаратора появляется положительный уровень напряжения, ограничиваемый ограничи4 тельным диодом 10, 1ранзистор 15 закрывается, коэффициент усиления усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 6 повышается до максимального и отрицательный сигнал с его 50 выхода через потенциометр 1 поступает на первый вход интегросумматора 3. Управляя регулятором 2 подачи топлива, повышаем выходное напряжени< потенциометра 1. Зто приводит к повы55 шению темпа нарастания сигнала на выходе интегросумматора 3. После за уска двигателя переключателем 19 устанавливается режим Холостой ход" В этом режиме момент внешней нагруз1348ч ч 2<) ?< ки равен нули, что соответству»т линии Г" (фиг,?!. Установившееся значение скорости в этом режиме определяется точкой п»ре<ечения частичной (ипи внешн»й) характеристики с отрезком С), например v Г вк>яючением режима Тяговой с резистора 18 нл второй вход интегросумматора 3 поступает положительное напряжение, мод»пирующее тормозной момент в)3»п)))е)3 нагрузки, например,>Л.). ° Напряжение Ilл выходе интегросуммлтора 3 уменычится, что соответству т снижению скорости с величины ОЪ дo <))> на тойже члс г)3 33)ой характеристике. При увепич»нии по>пожительного нлпряже))ия 33л выходе блока 7 (вне) и)его тормозного момента) ипи перемещения регулятора ? топпивоподачи в сторону уменычения выходного напряжения поте))циометра 1 (умень)))ен))и топливоподачи) выходное напряжение интегросуммлторл 3 (скорость двигателя) будет уменыпаться, и если QHH окажутся ниже ))лпряжеиия уставки на выходе злдлтчикл знлч»ния минимально устойчивой скоро<.ти двигателя Й напряжение нл выходе бп< ка 6 (индикаторный момент) и выходное ))апряжение интегросуммлтора 3 падают до ))у.пя (двигатель глохнет). Ес:)и ж» модупируется повышение топпивоподлчи ипи уменьшение внешнего момента <.-опротивления, то скорость двиглте-)я возрастает, и когда онл достиг<3< т значения огрзничения (ГХ), двигатель нлч))влет работать на регуляториои ветви. !!л модели же в этот откр) )в«ется JEI)oJE "1 H нл Bb) ходе б.-)окл 1? появпяется напряжение, пропор))вокально» превьш)ению скорости ограничения, например, величине ХЪ, что приводит к с)))<же)3)3ю коэффициента VC I)Jl»HèI3 у-сипитепя 6, llpOIIOp)EIIOHBJIh Но В»ПИЧ)И)Е >>, И УМЕНЬШЕ))ИЮ ЕГО Bh) ходно) О нлпряже))ия. Ф о р м у J) л и 3 о б р» т е и и я Устройство для мод».)3ировл3)ия двигателя внутрен33»го сгорл))ия, содержащее блок злдлния подачи топлива, выио)))3»)3))ый в вид» потенциометрл,средний вывод которого соединен с первым входом интегросумматорл, выход которого через усилите.)ь подключен к входу степенного фу))кционлп)>))ого преобразователя, и 6>пок злдания значения внешнего момента, выход которого соединен с Вторым Входом и)3тегросумма тора, вь<ход которого подключен к его третьему входу, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения <4ункциональ3)ых возможностей за счет моделирования пусковых и регуляторных хлрлктеристик двигателя, в него введены усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, блок задания нелинейности типа "Зона нечувствительности", комплратор, ограничительный диод, суммирующий усилитель и задатчик значения минимально устойчивой скорос.ти двигателя, выход которого соедмнеH с первым входом компаратора, выход которого через ограничительный диод подключ»)3 к первому входу суммирующего усилителя, второй вход которого подсоединен к Bl)xoqy блока задания нелинейности типа "Зона нечувствительности", вход которого соединен с выходом усилителя, выход суммирующего усилителя подключен к управляющему входу усилителя с регупируемым коэффициентом усиления, информационный вход которого соединен с. выходом степенного функционального преобразователя и выход подключен к одному крайнему выводу потенциометра, другой крайний вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, выход интегросумматора является выходом устройства и соединен с вторым входо)м комплратора, Составитель В.Геча Редактор И,Сегляник Техред И Попович Корректор В.Бутяга Заказ 5197/50 Тираж 670 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5 11роизводств евно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, 11роектная, 4
