Устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания
Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в исследовательских стендах и в тренажерах для обучения водителей транспортных средств. Цель изобретения - повышение точности моделирования . Указанная цель достигается тем, что в устройство введены блок воспроизведения нелинейности, блок вьгчисления задержки, задатчик момента нагрузки, блок формирования тоштивоподачи и задатчик положения настройки регулятора. Устройство позволяет моделировать влияние внещнейнагрузки и положения настройки регулятора на частоту вращения двигателя внутреннего сгорания. При этом достигается повышение точности моделирования в сравнении с прототипом за счет учета зависимости величины .запаздывания топливоподачи от частоты вращения и учета нелинейной зависимости развиваемого двигателем крутящего момента от частоты вращения и цикловой подачи .топлива. 2 ил. (Л с
(ХИОЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (so 4 С 06 С 7/64
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4106956/24-24 (22) 02.06.86 (46) 15,08.88. Бюл. Ф 30 (71) Центральный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоны СССР (72) П.M.×åãoëèí и Л,З.Батхан (53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 942066, кл. С 06 G 7/62, 1979.
Чабан В.Ф. Разработка и исследование автоматической системы переключения передач трактора класса 14 кН.—
Дисс. на соиск. Уч.степени канд. техн. наук. — Минск, 1977, с. 88. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ
ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в исследовательских
ÄÄSUÄÄ 1416970 А1 стендах и в тренажерах для обучения водителей транспортных средств. Цель изобретения — повышение точности моделирования. Указанная цель достигается тем, что в устройство введены блок воспроизведения нелинейности, блок вычисления задержки, задатчик момента нагрузки, блок формирования топливоподачи и задатчик положения настройки регулятора ° Устройство позволяет моделировать влияние внешней . нагрузки и положения настройки регулятора на частоту вращения двигателя внутреннего сгорания. При этом достигается повышение точности моделирования в сравнении с прототипом за счет
Щ учета зависимости величины,запаздывания топливоподачи от частоты вращения и учета нелинейной зависимости развиваемого двигателем крутящего момента от частоты вращения и цикловой подачи .топлива. 2 ил.
1416970
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольУстройство работает следующим образом.
Уравнение работы собственно двига-50 теля 1О имеет вид:
ЙЯ
dt где
=К (мп ) — М„ момент инерции вращающихся масс, приведенный к валу двигателя; частота вращения; текущее время; зовано в исследовательских стендах и в тренажерах для обучения водителей
5 транспортных средств.
Цель изобретения — повышение точ- .ности моделирования.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для моделирования двигателя внутреннего сгорания, на фиг.2— временная диаграмма топливоподачи
4-цилиндрового двигателя.
Устройство содержит интегратор 1, блок 2 воспроизведения нелинейности, блок 3 вычитания, задатчик 4 момента нагрузки, блок 5 вычисления задержки,, блок 6 задержки, задатчик 7 положения настройки регулятора, блок 8 формирования топливоподачи и колебатель-20 но звено 9. Интегратор 1 и блоки 2 и
3 образуют модель собственно. двигателя 10 внутреннего сгорания, входными переменными которой являются напряжения Пн и U<, пропорциональные моменту М< нагрузки и цикловой подаче q топлива, а выходной — напряжение U, пропорциональное частоте (ц вращения двигателя. Блок 5 вычисления задержки и блок 6 задержки об- 30 разуют модель топливного насоса 11 двигателя, входными переменными которой являются напряжения ПN и Пh пропорциональные частоте ц вращения двигателя и положению h органа подачи35 топлива, а выходной переменной — напряжение U, пропорциональное цикловой подаче тойлива. Задатчик 7 положения настройки регулятора, блок 8 формирования топливоподачи и колебательное 10 звено 9 образуют нелинейную динамическую модель регулятора 12, входной переменной которой является напряжение U< пропорциональное частоте у вращения двигателя, а выходной — нап- 5 ряжение U<, пропорциональное положению h органа подачи топлива.
М (у,q ) — крутящий момент, развиваемый двигателем, в функции от частоты вращения к цикловой подачи q топлива; ч
M„ — момент внешней нагрузки, действующей на вал двигателя.
Дифференциальное уравнение (1) ре" шается с помощью интегратора 1. При этом зависимость М (у,q„) формирует3 ся блоком 2, величина М „— эадатчиком 4.
Уравнение работы топливного насоса 11 имеет вид:
ql4(t) = 1 h (t — d) У (2) где h — положение рейки топливного насоса;
k — - коэффициент пропорциональности;
d — величина задержки вспрыска топлива, определяемая по выражению:
d-- — — (1- — )
"8 n> (3)
4) 2i где — тактность двигателя л
i — число цилиндров.
Так, например, для 4-тактового
4-цилиндрового двигателя величина задержки 3 5Т(«1 (4)
Ф у
Уравнение (?) решается блоком 6, а величина задержки d вычисляется блоком 5 в соответствии с выражениями (3) и (4) .
Уравнение работы регулятора 12 имеет вид:
d2h dh 1
Т вЂ” -+ 2TE — + h = -q -; (с y) (5) 1 а,, Д 1 сT где Т вЂ” постоянная времени
E, — — коэффициент демпфирования колебательного звена 9;
q 4, М)-цикловая подача топлива, определяемая по статической скоростной характеристике топливоподачи;
4 — положение настройки регулятора.
Левая часть уравнения (5) реализуется колебательным звеном 9, а зависимость q„ (,u) — блоком 8. Величина ч формируется эадатчиком 7.
Устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания реализуется средствами аналоговой и цифроаналоговой микросхемотехники. Так, например, блок 6 задержки может быть выполнен на сдвиговом регистре, на
1ч16970 вход которого подают цифровой эквивалент входного аналогового сигнала, преобразованного аналого-цифровым преобразователем, а к выходу подключают цифроаналоговый преобразователь, восстанавливающий вновь аналоговый сигнал из цифрового эквивалента. Величина задержки регулируется изменением тактовой частоты импульсов, тактирующих работу сдвигового регистра.
Формула из о бр ет е ния
Устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее последовательно соединенные блок вычитания и интегратор, выход которого является выходом устройства, блок задержки и колебательное звено, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, оно содержит блок воспроизведения нелинейности„ блок вычисления задержки, задатчик момента нагрузки, блок формирования топливоподачи и задатчик положения настройки регулятора, 5 выход которого соединен с первым входом блока формирования топливоподачи, выход которого подключен к входу колебательного звена, выход которого соединен с входом блока задержки, выход которого соединен с первым входом блока воспроизведения нелинейности, выход которого соединен с первым вхоI дом блока вычитания, второй вход ко15 торого подключен к вьгходу задатчика момента нагрузки, выход интегратора соединен с вторыми входами блока формирования топливоподачи и блока воспроизведения нелинейности непосредgg ственно и через блок вычисления задержки подключен к управляющему вхо,ду блока задержки.
1416970
Составитель В.Геча
Техред Л.Олийнык Корректор П.Патай
Редактор Л.Пчолинская
Заказ 4065/46 Тираж 704 Подписйое
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
l)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
