Устройство для моделирования температуры охлаждающей жидкости в тренажерах транспортных средств

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5f) . f(n 2 ,G 06 G 7/57 (22) Заявлено 120678 (23) 2628682/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1 5Д7 8 0. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 1507,80 (5З) Уд 681.333 (088.8) (72) Автор изобретения

A.À.Áåëüêå (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ОХЛАЖДАЮЦЕЙ ЖИДКОСТИ В ТРЕНАЖЕРАХ

ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано в устройствах для трениронки водителей транспортных средств.

Известно устройство, содержащее измеритель термометра логометричес- кой системы, потенциометр, резистор, включенный параллельно, один конец . которого подключен к измерителю в точку подключения датчика, а второй общий конец и средняя точка потенцио-. метра к корпусу. Недостатком этого устройства является то, что показания указателей изменяются только инструктором с пульта управления, что снижает технические воэможности устройства.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство, содержащее измерители термометров, блок эадатчиков, два канала формирования сигналов имитации изменений температуры воды и масла, содержащих последовательно соединенные формирователь сигнала и усилитель, при этом вход усилителя каждого канала соединен с измерителем термометра воды и масла, а входы формирователей подключены к блоку задатчи2 кон. Недостатком этого устройства является низкая точность моделирования показаний приборон по сравнению с реальными изделиями, так как, но-пер5 вых, величина нагрева двигателя определяется удельной силой тяги, а не количеством топлива, сгораемом в днигателе в единицу времени,,как это происходит в реальных двигателях; tO во-вторых, н данной схеме не учитывается.работа термостата, имеющегося в любом транспортном двигателе (термостат позволяет производить быстрый прогрев холодного двигателя и поддерживать постоянным наиболее выгодным тепловой режим) . Работа термостата существенно сказывается как на самих показаниях, так и на их изменениях но времени; в-третьих, не обеспечива2р ется изменение температуры жидкости в промежуточных положениях жалюзи, что также не соответствует действительности. Другим недостатком является наличие релейных элементов, которые

25 существенно снижают надежность уст >ой" ства, а также отсутствие обратных связей, повышающих стабильность схемы.

Целью изобретения является повышение точности моделирования и упрощение

30 конструкции.

748451

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования температуры охлаждающей жидкости в тренажерах транспортных средств, со° держащее источник постоянного напряжения, блок задатчиков режима работы, первый и второй выходы которого под.ключены к первым входам соответственно

- первого и второго суммирующих усилителей, выходы которых соединены соответственно с выходами имитаторов термометров воды и масла, введены интегратор, Функциональный преобразователь и третий суммирующий усилитель, входы которого подключены соответственно к третьему выходу блока эадатчикон режима работы

K выходу функционального преобразователя, к выходу источника постоянного напряжения и к выходу интегратора, первый вход которого подключен к выхо ду третьего суммирующего усилителя, второй — к четвертому выходу блока 20 эадатчиков режима работы, а выход— соединен со входом функционального преобразователя и со вторыми входами первого и второго суммирующих усилителей. 25

На чертеже представлена схема устройства для моделирования показаний температуры охлаждающей жидкости двигателей внутреннего сгорания.

Устройстно содержит блок 1 эадатчиков режимов работы с элементами

2 + 6: 2 — тумблер Прогрен двигателя, 3 — блок, определяющий цикличеСкую подачу топлива, 4 — тумблер Охлаждение, 5, б — потенциометры установки начальной температуры воды и масла, могут использоваться также для установки аварийных режимон, фор- . мирователь сигнала температуры воды и масла, в состав которого входит суммирующий усилитель 7 на операцион- @ ном усилителе 8 с четырьмя входными резисторами 9 — 12 и резистором в обратной связи 13. Резистор 9 подключен к источнику постоянного напряжения 14, определяющего температуру 45 закипания воды, Выход сумматора 7 подключен ко входному резистору 15 интегратора 16, н обратной связи которого включены конденсатор 17, определяющий постоянную времени интегра- $0 тора, и диод 18, позволяющий работать интегратору только при напряжении одной полярности (в данном случае положительном). К другому входному резис.тору 19 интегратора 16 покЛючен тумблер 2 j, Ïðoãðåâ двигателя и выход блОка З,определяющего циклическую подачу топлива. (находится в вычислитель-. ,ном устройстве тренажера). Выход интегратора 16 подключен к входному реэис— тору 12 суммирующего усилителя 7,обес- 50 печиная при. этом отрицательную обратную связь .Выход интегратора 16 также подключен ко входу функционального пре.образователя 20,собранного на усилителе 2l,но входной цепи которого нключен, 65 ограничитель напряжения на резисторах

22, 23 и диоде 24 с опорным напряженением, соответствующим температуре включения термостата, В обратной связи усилителя 21 включены последо-. вательно резистор 25 и потенциометр

26, имитирующий функцию жалюзи. Вы" ход интегратора 16 также подключен к входным резисторам 27, 28 суммирующих усилителей 29 и 30 соответственно, имитаторов термометров воды 31 и масла

32. К входным резисторам 33, 34 последних усилителей соответственно подключены потенциометры 5, 6 установки начальной температуры, соответственно воды и масла блока 1 задатчика режимон работы. Кроме того устройство содержит блок питания 35.

Устройство работает следующим обраэом .

В режиме Установка температуры внешней среды с пульта управления управляющие сигналы, пропорциональные температуре внешней среды, устанавлинаются потенциометрами 5,6 напряжения, которые через резистор 33 и 34 поступают на усилители 29 и ЗО.Усиленные сигналы отклоняют стрелку имитаторов термометров 31 и 32 в соответствующее положение. Кроме тото, этими потенциометрами можно пользоваться для создания аварийных режимов, например выставить. темпетатуру воды более 100 что соответстнует ее закипанию.

Если показания температуры внешней среды с пульта управления на измерителях ниже 10-15, то перед запуском двигателя необходимо произвести прогрев двигателя, В режиме Прогрен двигателя в кабине тренажера включается тумблер

2 "Прогрев двигателя и при этом на нходной резистор 19 интегратора подается напряжение, соответствующее количеству тепла, отдаваемого нагревателем. Конденсатор 17 интегратора будет заряжаться, а выходное напряжение на интеграторе 16 будет плавно возрастать и усиленное усилителем оно будет отклонять стрелки имитаторон термометров 31 и 32 в сторону увеличения,причем время прогрева двигателя до определенной температуры будет тем больше,чем ниже установлена потенциометрами 5 и б температура внешней среды, Кроме того, напряжение пропорциональное температуре,с выхода интегратора 16 подается на вход функционального преобразователя 20,а в денном случае оно ниже напряжения,соответствующего открыванию термостата. Это напряжение через резистор 22,.диод

24 и источник опорного напряжения замыкается на корпус и не нлияет на прогрев. Обратная связь выхода интегратора 16 — входиой резистор 12 суммирующего усилителя 7 в данном случае служит для повйшения стабильности,и точности схемы.

748451

При достижении требуемых показаний температуры воды и масла двигатель может быть запущен, и после некоторого прогрева на холостых оборотах можможно начинать движение.

В данном случае появляется напряжение на выходе блока З,пропорциональное циклической подаче топлива, которое подается на входной резистор 19 интегратора 16.В этом случае происходит повышение напряжения,пропорционального температуре масла и воды. 1Î

Схема работает так же как и в предыдущем случае. Причем скорость нарастания температуры будет эависить от напряжения, пропорционального подаче топлива,Чем больше топлива сгорает в двигателе., тем быстрее поднимается температура. Следователь.но, при работе на холостых о6оротах подъем температуры будет медленный, при -движении на низких передачах — быстрее, а максимальный при дви-20 женки по тяжелым трассам с максимально возможными скоростями и при заданной высокой температуре окружающей среды потенциометрами 5 и 6, что соответствует действительности. В случае, 25 когда напряжение, пропорциональное температуре воды и масла, достигает температуры открывания термостата (для большинства транспортных двигателей — 80 — 90 ), напряжение с выхо- 30 о о да интегратора 16 превышает опорное напряжение диода 24, последний закрывается, и напряжение через усилитель подходит к входному резистору 11 усилителя 8 (в действительности выполня- 35 ется факт подвода большого количест" ва охлаждающей жидкости к двигателю) .

Рост температуры в этом случае замедляется. Регулировка температуры в некоторых пределах может осуществляться 4р потенциометром 26, играющим функцию жалюзи, который позволяет плавно изменять коэффициент усиления усилителя 21. Если полностью открытые жалюзи не обеспечивают необходимого охлаж-45 дения двигателя,то нужно перейти на пониженную передачу,что в свою очередь, приведет к снижению напряжения, пропорционального циклической подачи топлива, увеличение температуры прекратится, а при определенных условиях температура будет снижаться.

В .случае, если показания имитаторов термометров 31 и 32 воды и масла находятся на верхнем проделе (около 100 ), а двигатель необходимо остановить, то с целью избежания выброса охлаждающей жидкости необходимо . предвратительно включить в кабине тумблер 4 Охлаждение, с которого положительное напряжение поступает 60 на вход суммирующего усилителя 7 череэ резистор 10, что приводит к некоторому снижению температуры.

При заглушенном двигателе и выключенном тумблере 4 Охлаждение 65 снижение показаний термометров происходит значительно медленнее, чем увеличение показаний при работающем. двигателе. Это осуществляется за счет обратной связи выход интегратора-выход сумматора, которая препятствует изменению напряжения на выходе интегратора. Разряд конденса" тора 17 интегратора 16, т.е. снижение температуры, осуществляется эа счет напряжения, подаваемого на входной резистор 9 сумматора и чем ближе будет по абсолютной величине напряжение на выходе интегратора 16 и напряжение на входном резисторе 9, тем дольше будет охлаждение двигателя, что соответствует действительности.

Предложенная конструкция устройства более проста и надежна, так как позволяет применить один формирователь сигнала для обоих каналов воды и масла и позволяет отказаться от таких элементов конструкции как реле значительно снижающих надежность работы устройства. и это в целом позволяет увеличить общий ресурс работы тренажера.

Кроме того, йредложенное устройстство позволяет более точно воспроизводить показания температуры охлаждающей жидкости в тренажерах эа счет того, что показания приборов зависят теперь уже от количества топлива.", сгораемого в двигателе, а не от удельной силы тяги, как это имеет место в прототипе, а также эа счет того, что моделируется работа термостата и моделируются изменения температуры в промежуточных положениях жалюзи .

Описанное устройство является универсальным, так как его можно испольэовать в любом тренажере транспортных средств, имеющих двигатель внутреннего сгорания. Приведение характеристик устройства в соответствии с характеристиками моделируемой системы охлаждения двигателя осуществляется только путем изменения постоянной времени интегратора.

Формула изобретения

Устройство для моделирования температуры охлаждающей жидкости в тренаже" рах транспортных средств, содержащее источник постоянного напряжения, блок задатчиков режима работы, первый и второй выходы которого подключены к.первым входам соответственного первого и второго суммирующих усилителей, выходы которых соединены соответственно с выходами имитаторов термометров воды и масла, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в устройство введены интегратор, функ. циоиальный преобразователь и третий748451

Составитель В.Жовинский

Редактор Н.Каменская Техред М.Кузьма Корректор М.лароши

Заказ 4242/38 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного коМитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 суммирующий усилитель, входы которо го подключены соответственно. к третьему выходу блока задатчиков режима работы, к выходу функционального преобразователя, к выходу источника постоянного напряжения и к выходу интегратора, первый вход которого подключен к выходу третьего суммирующего усилителя, второй — к четвертому выходу блока задатчиков ре- жима работы, а выход соединен со входом функционального преобразова-, теля и со вторыми входами первого и второго суммирующих усилителей.