Устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 8014169 076 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 В 30чно-исслеханизациихозяйств Бюл, ый нау тут м ьског СССР ин и 88.8 а и эл ече Л,З,Батхан) свидетельство СССРС 06 С 7/62, 1979,Разработка и исследской системы переклтрактора класса 14уч.степени канд.т1977, с. 88. юкН. -ехн. ВАНИЯ сти ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Центральнтельский киститрификации селноэемной зоны(56) АвторскоеУ 942066, кл.Чабан В.ф.ние автоматичечения передачДисс. на соискнаук. - Минск,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относится к овычислительной техники й можетиспользовано в исследовательск тендах и в тренажерах для обученияодителей транспортных средств. Цельзобретения - повышение точности моделирования. Указанная цель достиг ется тем, что в устройство введены блоквоспроизведения нелинейности, блок вычисления задержки, задатчик момента нагрузки, блок формированиятопливоподачи и задатчик положениянастройки регулятораУстройство позволяет моделировать влияние внешнейнагрузки и положения настройки регулятора на частоту вращения двигателявнутреннего сгорания. При этом достигается повышение точности моделирования в сравнении с прототипом за счетучета зависимости величины,запаздывания топливоподачи от частоты вращения и учета нелинейной зависимостиразвиваемого двигателем крутящего момента от частоты вращения и цикловойподачи, топлива. 2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в исследовательских стендах и в тренажерах для обучения водителей5 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, 15 блок 3 вычитания, задатчик 4 момента нагрузки, блок 5 вычисления задержки, , блок 6 задержки, задатчик 7 положения настройки регулятора, блок 8 формирования топливоподачи и колебательно звено 9, Интегратор 1 и блоки 2 и 3 образуют модель собственно. двигателя 10 внутреннего сгорания, входными переменными которой являются напряжения Пн и П, пропорциональные моменту М нагрузки и цикловой подаче и топлива, а выходной - напряжение 1, пропорциональное частоте И вращения двигателя. Блок 5 вычисления задержки и блок 6 задержки об разуют модель топливного насоса 11 двигателя, входными переменными которой являются напряжения П и П, пропорциональные частоте ы вращения двигателя и положению Ь органа подачи 85 топлива, а выходной переменной - напряжение П , пропорциональное цикловой подаче тойлива. Задатчик 7 положения настройки регулятора, блок 8 Формирования топливоподачи и колебательное 40 звено 9 образуют нелинейную динамическую модель регулятора 12, входной переменной которой является напряжение П , пропорциональное частоте ы вращения двигателя, а выходной - нап ряжение П 1 пропорциональное положению Ь органа подачи топлива.Устройство работает следующим образом.Уравнение работы собственно двигателя 1 О имеет вид:ЙЯЙгде 1 -момент инерции вращающихся масс, приведенный к валу двигателя;частота вращения;текущее время; М(ь, 1) - крутящий момент, развиваемыйдвигателем, в функции от частоты вращения к цикловой подачи и топлива;чМ - момент внешней нагрузки, действующей на вал двигателя.Дифференциальное уравнение (1) ре"шается с помощью интегратора 1. Приэтом зависимость М (Ы,1) формируетдся блоком 2, величина М- эадатчиком 4.Уравнение работы топливного насоса 11 имеет вид:с 1 ц(1) = 1 с Ь (Е - с 1), (2)где Ь - положение рейки топливногонасоса;1 - коэффициент пропорциональности;Й - величина задержки вспрыскатоплива, определяемая по выражению:й= - -(1- - )(4)Ф уУравнение (2) решается блоком 6,а величина задержки д вычисляетсяблоком 5 в соответствии с выражениями (3) и (4).Уравнение работы регулятора 12имеет видаешь а 1Т -- + 2 ТЕ - + Ь = - ц:, (и ) (5)да Д 1 ст ф ф где Т - постоянная времениЕ - коэффициент демпфирования колебательного звена 9; Ч (Ф, М)-цикловая подача топлива, определяемая по статическойскоростной характеристикетопливоподачи;4 - положение настройки регулятора.Левая часть уравнения (5) реализуется колебательным звеном 9, а зависимость с (ц, ц) - 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, навход которого подают цифровой эквивалент входного аналогового сигнала,преобразованного аналого-цифровымпреобразователем, а к выходу подключают цифроаналоговый преобразователь,восстанавливающий вновь аналоговыйсигнал из цифрового эквивалента. Величина задержки регулируется изменением тактовой частоты импульсов, тактирующих работу сдвигового регистра. Формула из о бр ет е нияУстройство 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 нелинейностиблок вычисления задержки, задатчик момента нагрузки, блокформирования топливоподачи и задатчик положения настройки регулятора,5выход которого соединен с первым входом блока формирования топливоподачи,выход которого подключен к входу колебательного звена, выход которогосоединен с входом блока задержки, выход которого соединен с первым входомблока воспроизведения нелинейности,выход которого соединен с первым вхо 1дом блока вычитания, второй вход ко 15 торого подключен к вьгходу задатчикамомента нагрузки, выход интеграторасоединен с вторыми входами блока формирования топливоподачи и блока воспроизведения нелинейности непосред 2 О ственно и через блок вычисления задержки подключен к управляющему вхо,ду блока задержки,