Устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания

(59 4 С 06 С 7/64 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ к двтоеСКОмУ СвидкткльСтвм(46) 23.01.87. Бкд. В 3 (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.М.Кузнецов(56) Авторское свидетельство СССР В 112037 1, кл, С 06 С 7/64, 1983,Авторское свидетельство СССР У 95 1335, кл. С 06 С 7/64, 1980.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в тренажерах для обученияводителей транспортных средств. 801285500 А 1 Цель изобретения - повышение точности моделирования при работе на частичных скоростных характеристиках.Устройство содержит блок заданиянапряжения, пропорционального внешнему моменту, интегратор, усилитель,кусочно-линейный функциональныйпреобразователь, делитель напряжения.Устройство обеспечивает повышениеточности, дает возможность задатьограничение минимально устойчивойскорости, моделировать тормозныесвойства двигателя и регуляторныеветви характеристик без усложнениясхемы, позволяет реализовать с помощью простой схемы многообразиефункций, имеющих место в реальномдвигателе. 4 ил.855 ОО 2В тяговом режиме работы двигателярегулируемое положительное напряжениедругого делителя через переключательпоступает на выход блока 3.Знак напряжения на выходе делителя 1 отрицательный, знак напряженияобратной связи положительный,Область рабочих характеристик двигателя в осях момент - скорость ог 10 раничена слева минимальной величинойН скорости холостого хода, зависящей от температуры масла двигателя,сверху - внешней скоростной характеристикой А, справа - регуляторной15 ветвью О, снизу - характеристикой момента С потерь в двигателе (фиг. 2).Если момент двигателя в этой облас ти увеличить на величину момента Спотерь, получается область, ограничен 20 ная скоростью минимального холостогохода Н, внешней характеристикой В,регуляторной ветвью Р и осью абсциссграфика. Ломанная Н, В, Р аппроксимируется кусочно-линейной функцией и25 моделируется преобразователем 5. Отрицательная обратная: связь интегратора 2 на его третий вход приводит куменьшению момента двигателя на величину С потерь и к восстановлению ра 30 бочей области характеристик в границах Н, А, Э, С (фиг. 2). Функция Н,В, Р моделируется преобразователем5, а функция С - отрицательной обратной связью интегратора 2 на его 35 40 45 50 55 1 12Изобретение относится к вычислительной технике и может найти приме.кение в тренажерах для обучения водителей транспортных средств и висследовательских стендах,Цель изобретения - повышение точности моделирования двигателя приработе на частичных скоростных ха-рактеристиках.На фиг. 1 представлена структур-,ная схема устройства; на фиг. 2скоростные характеристики двигателя;на фиг. 3 - схема управляемого нагруженного делителя напряжения с кусочно-линейной характеристикой", нафиг, 4 - статическая характеристиканагруженного управляемого делителя.Устройство содержит последовательно соединенные делитель 1 напряжения, интегратор 2, блок 3 заданиянапряжения, пропорционального внешнему моменту, усилитель 4 и кусочнолинейный функциональный преобразователь 5, Блок 3 содержит ограничительные резисторы 6 и переменныйрезистор 7,Интегрирование уравнения движенияосуществляется фазоинвертирующим интегратором 2, выходное напряжениекоторого пропорционально угловойскорости вращения вала двигателя, авходное напряжение равно алгебраической сумме трех напряжений, На первый вход интегратора подается напряжение с блока 3, пропорциональноемоменту стартера при моделированиипроцесса запуска двигателя и моментусопротивления при моделировании егоработы. На второй вход интегратора2 поступает напряжение с делителя 1,пропорциональное эффективному моменту по скоростной статической характеристике двигателя. На третий входинтегратора 2 подключено напряжениеотрицательной обратной связи с выхода интегратора 2, пропорциональноемоменту потерь в двигателе. Блок 3 состоит из двух делителей напряжения (ограничительные резисторы б) и трехпозиционного переключателя режимов (переменный резистр 7), В режиме запуска двигателя отрицатель" ное 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 Я, 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 дроссельнойзаслонки карбюратора. С целью повы"шения точности моделирования частичных характеристик делитель 1напряжения должен быть нелинейным.В частности, для получения кусочнолинейной характеристики может бытьиспользована схема нагруженного делителя, простейший вариант которойс двумя нагружающими резисторами бприведен на фиг. 3, оптическая характеристика - на фиг, 4.312855В известном устройстве регуляторные характеристики получаются путем смещения регуляторной ветви Р вдоль оси абсцисс при изменении топливо- передачи. Регуляторные характеристики, выполненные более пологими, моделируют в определенной рабочей зоне линеаризованные частичные скоростные характеристики двигателя.В предлагаемом устройстве частич ные скоростные характеристики получены смещением вдоль оси ординат внешней скоростной характеристики Н, А, П с одновременной трансформацией ее формы и угла наклона вплоть 15 до характеристики С 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 щему моменту стартера. На выходе интегратора 2 увеличивается положительное напряжение, пропорциональное скорости двигателя. Если оно превысит величину, пропорциональную ми нимально устойчивым оборотам холостого хода, на выходе делителя 1 появляются отрицательное напряжение, пропорциональное моменту двигателя в соответствии с его внешней или час тичной скоростной характеристикой.После окончания моделирования процесса запуска двигателя и ручного включения режима работы модели двигателя на холостом ходу выходное напряжение 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 4ного 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 Р пересечения характеристики С нагрузки с характеристикой, например Я, 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 делителя 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 В.Фукаловар Корректор О,Лугов Составител Техред В,К дактор И.Николайчук аказ 7527/52 Тираж 670 ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д