Устройство для моделирования скоростных характеристик автомобиля и двигателя

28930524-24 ртя о СССР1983,СССР1973,ОВАНИЯТОМОБИЛЯ н- ас сто- ома- ав,3 юань реию циометр) б момента соп тенциометр звено 3, у ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРСКОРОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АВИ ДВИГАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к выч Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к моделирующим устройствам транспортных средств, и может быть использовано для исследований и приемосдаточных испытаний систем автоматического регулирования скорости автомобиля.Цель изобретения - повышение точности моделирования.На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на Фиг. 2 - экспериментальные статические характеристики бензинового двигателя и момента сопротивления движению автомобиля,приведенного к двигателю,Устройство для моделирования скоростных характеристик автомобиля и двигателя (Фиг, 1) содержит блок 1 задания положения дроссельной заслонки двигателя (например,. потенлок 2 задания внешнегоротивления (например, попервое апериодическоеравляемый ограничитель 4,.ЯО 147468 лительной технике, в частностимоделирующим устройствам транспных средств, Цель изобретения -вышение точности моделирования.этого в устройство введены блоквременного запаздывания, апериодческое звено, квадратор, блокиштабирования, группа апериодичезвеньев и группа переключателейУстройство позволяет повысить доверность исследования систем авттического регулирования скороститомобиля, 2 ил. первый сумматор 5, второе апериодическое звено 6, блок 7 временного запаздывания, ограничитель 8, блок 9сравнения и второй блок 10 масштабирования, В состав устройства такжевходят блок 11 задания оборотов халостого хода (например, потенциометри второй сумматор 12, группа апериодических звеньев 13 и 14 (например,по числу передач коробки передач автомобиля), группа блоков 15 и 16масштабирования (по числу апериодических звеньев и группе), квадратор"17, первый блок 18 масштабированияи группа переключателей 19, Ограничители 4 и 6 объединены в блок 20 ограничения,Выходы блоков масштабирования объединены и являются выходом устройства, с которого снимается инФормация о скорости автомобиля, Пеключатели 19 осуществляют коммутацвыходов апериодических звеньев 13 и14 с входами блоков 15 и 16 масшта 1474684бирования, или переключатель соединяет выход апериодического звена 3 с входом сумматора 5. С выхода звена 3 снимается информация о частоте вращения коленчатого вала двигателя,На фиг. 2 обозначены: М - крутящий момент двигателя, (кГм); и - частота вращения коленчатого двигателя (об/мин); Ч, с,. - положения дроссельной заслонки (90 соответствуют полностью открытой дроссельной заслонке); и , - частота вращения, соответствующая холостому ходу двигателя; М - момент сопротивления движению автомобиля на прямой передаче по горизонтальной дороге, приведенный к валу двигателя.В основу работы устройства положены уравнения, которые могут быть записаны в виде Ч (Е) =1 п , + Сът (р) ц(с) Г Я, и) -К (К,р (с)+В при П 7 Пмакс 1РД 1,п)= Кр при Б КБ+Б,; 1 в остальных случаях; 30 ч (р)= ---1+т,.рКпри включенной нейтральной передаче;К,1 Ч+К,Ч (С) прн включенной д-й передаче,ч (р) = где =0,1,2,3,4 - соответственнонейтральная, 1-я,2-я, 3-я и 4-я передачи,Устройство работает следующим образом.Передаточная Функция Ч апериодического звена 3 определяется выра 40 45 жениемКзМ=--1+т,ргде К - коэффициент передачи;50Тз - постоянная времени апериодического звена 3;р - оператор дифференцирования,Она характеризует инерционные свойства двигателя на холостом ходу,55Передаточная функция Ъ 1 апериоди-, ческого звена 13 определяется выраже- нием Ко15 1+т рОгде Т ц - постоянная времени апериодического звена 13;К 1, - его коэффициент передачи,Ее величина определяется собственным моментом инерции двигателя и приведенным к двигателю (например, в зависимости от выбранной передачи коробки передач) моментом инерции трансмиссии и поступательно движущихся масс автомобиля, Передаточная Функция апериодического звена 14 определяется аналогичным выражением и отличается только величиной постоянной времени.Передаточная функция У апериодического звена 6 определяется выражениемК.Ч1+т,ргде К 6 - коэфФициент передачи;Т- постоянная времени апериодического звена 6, характеризующая динамические свойства впускного тракта.двигателя,Коэффициент передачи блока 10масштабирования равен К, а блока 18масштабирования - К Коэффициентыпередачи блоков 15 и 16 масштабирования соответственно равны К, иК,. Их значения определяются соотношениями между скоростью автомобиляи частотой вращения коленчатого вала двигателя в зависимости от выбранной передачи. Передаточная функция 4 квадратора 17 определяетсявыражением М ,=К.,7, где К , - коэфФициент передачи, 7 - скорость автомобиля,Когда один из переключателей 19находится в положении, при которомон осуществляет соединение. выходаапериодического звена 3 с входомсумматора 5 (что соответствует нейтральному положению коробки передач),на выходе апериодического звена 3формируется сигнал,. соответствующийчастоте и вращения коленчатого валадвигателя. В статическом режиме(сигналы на выходах. всех блоков постоянны) частота вращения при значениях сигналов на выходе блока 1 за..дания положения дроссельной заслонкиМ и на выходе блока 2 задания внеш5 1474684О него момента сопротивления М,(в ста-.тическом режиме Ис=М ,), лежащих взоне 1 (фиг. 2) характеристик двигателя, определяется зависимостью5п=п +К ц-К М -К . Частота вращенияК У 6 сГ С 10 Пколенчатого вала двигателя, соответствующая холостому ходу в предлагаемомустройстве, задается с помощью блока11 задания оборотов холостого хода, 10Как видно из фиг, 2, характеристикикарбюраторного двигателя в зоне 11являются существенно нелинейными, Вустройстве они аппроксимируются ломаной линией, задаваемой управляемым 15ограничителем 4 и ограничителем 8,Динамические характеристики устройства в этом случае определяются апериодическими звеньями 3 и 6 и блоком 7временного запаздывания, При этомвторое апериодическое звено 6 и блок.7 временного запаздывания характеризуют динамические снойстна впускного тракта двигателя, а апериодическое звено 3 - момент инерции двигателя. 50 Включению передачи в устройстве соответствует положение одного иэ переключателей 19, при котором он осуществляет соединение выхода одного из апериодических зненьев группы, например звена 13, с входом соответствующего блока 15 масштабирования и с входом сумматора 5, Работа устройства в данном случае аналогична описанной, Дополнительной особенностью является то, что момент сопротивления движению автомобиля, приведенный к двигателю, зависит от скоростного режима движения автомобиля, Момент сопротивления движению автомобиля М связан со скоростью движения Ч зависимостью М,=И+К, Ч+ +К,Ч , В предложенном устройстве эта зависимость реализуется с помос щью блока 2 задания внешнего момента сопротивления (который задает момент сопротивления, определяемый коэффициентом сцепления шин с дорогой, уклоном продольного профиля дороги и др,), квадратора 17 и блока 18 масштабирования. 20 25 30 35 40 45 Формула изобретенияУстройство для моделирования скоростных характеристик автомобиля и двигателя, содержащее блок задания положения дроссельной заслонки двигателя, блок задания внешнего момен-. та сопротивления, первое апериодическое звено, блок ограничения, блок сравнения, два сумматора и блок задания оборотов холостого хода, причем выход блока задания внешнего момента сопротивления соединен с первым входом первого сумматора, выход блока задания положения дроссельной заслонки двигателя подключен к первому входу второго сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности моделирования, н него введены блок нременного запаздывания, второе апериодическое звено, кнадратор, первыйи второй блоки масштабирования,группа апериодических звеньев, группа переключателей и группа блоковмасштабирования, выходы которых подключены к входам первого блока мас.:штабиронания и кнадратора, выходыкоторых подключены соответственно квторому и третьему входам первогосумматора, выход которого через второй блок масштабирования подключенк первому входу блока сравнения, выход которого соединен с входом первого апериодического звена, с входами апериодических звеньев группыи с управляемым входом блока ограничения, выход которого подключен квторому входу блока сраннения, выходы апериодических звеньев группы ипервого апериодического звена черезсоответствующие переключатели группы соединены соответственно с входами блоков масштабирования группы ичетвертым входом первого сумматора,выхрд блока задания оборотов холостого хода подключен к второму входувторого сумматора, выход которого через последовательно соединенные второе апериодическое звено и блок нременного запаздывания соединен с информационным входом блока ограничения,.Юрковецка дак зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 аказ 1896/48 Тираж 667 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5