Устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания

11 п 640326 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 06.12.76 (21) 2455060/18-2с присоединением заявки Лев(23) Приоритет 51) М Кч6 06 С 7/6 Гасударственный камит 3) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень ЛЪ5) Дата опубликования описания 30.12,78 53) УДК 681,33) Заявите 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ тся к средствам выи может найти прпой работе аналоговых н с нагрузочными исми, при аналоговом ой цепи транспортных ных устройствах для 5 а, моделир ных блоков машин н ателя, где в являются: р щения выход м - моме ующие поаналого О агрузочные оздействуасход топного вала нт двига лива двиг теля е модели двигателей, воссредством набора на анаительных машинах рабоообмен, обслуживающие низмы и агрегаты и автоемы регулирования, сследовании динамических ловой цепи транспортных необходимыми входными здействующимч на двигамомент сопротивления и вляющего органа двигатеоложение педали подачи следования в целом динаИмеютсяпроизводялоговых вчий процеразличныематическиеОднакопроцессовсредств рпараметратель, являположениеля, напритоплива. такж щие п ычисл сс, газ меха сист при и в си еально ми, в ются: упра мер, п Для исИзобретение относ числительной техники менение при совместн вычислительных маш пытательными стенда моделировании силов средств или в разли тренировки водителей Известны устройст средством операцион вых вычислительных характеристики двиг ющими параметрами и скорость вра ателя, а выходомики системы человек в силов цепь транспортного средства - дорога нет необходимости в таких сложных устройствах как по построению, так и по обеспечению взаимосвязи с другими элементами изучгемой системы.Известно устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее регулятор подачи топлива, интегратор, сумматоры, инверторы, источник входного сигнала, источник опорного напряжения н реле 12.Однако это устройство не обеспечивает достаточной точности моделирования, поскольку оно моделирует двигатель, работающий в узком диапазоне изменяющейся нагрузки, и не может воспроизьестп всю совокупность реально существующих нагрузочно-скоростных режимов работы двигателя внутреннего сгорания, причем рассматривая и инерционность, и режим заглохания его, и где бы входными параметрами являлись момент сопротивления и положение педали подачи топлива, изменяемые по закону случайных чисел,Целью изобретения является позышенпе точности моделирования.Для этого в устройство введены управляемый делитель напряжения, блоки нелинейности, инерционный блок и блоки срав3пения, причем источник входного сигнала пдключец к входа:, первого и второго олоков нелинейности и к одному из входов первого сумматора, другой вхо, которого сосдциси с управляемым делггелсм папяжеция, связанным с рсгулято 1 юч пода и топлива ц с первым входом первоо блока сравнения, второй вход кото,-ого иодс,:очец и источнику опорного;апряжеия, выход первого блока нелинейности соедин и с первыми входами второго и третьего блоков сравнения, вторые входы которых соединены соответственно с выходом второго блока нелинейности и с выходом первого ицвертора, подключенного входом к выходу первого сумматора, соединенному с зднцм из входов четвертого блока сравнения, другой вход которого связан с выходом вгорого блока нелинейности, сосдиеццым со входом второго инвертора, выходом связанного через последовательно включенные замыкающий контакт первого реле и размыкающие контакты второго и третьего рслс, со входом инерционного блока, выход псрвого сумматора соединен через последовательно включенные размыкающий контакт четвертого реле, замыкающий сосакт второго реле и размыкающий контакт третьего реле со входом инерционного блока причем оомоткц рсе под(лоецы к вы 1ходам одноименных блоков сравнения, выход инерционного блока соединен с усановочным входом интегратора, выход которого подключен к входу третьего блока нелинейности, а вход интегратора через замыкающий контакт пятого реле соединен с выходом второго сумматора, входы которого соединены соотвстствецно с выходом третьего блока нелинейности и источником входного сигнала.На фиг. 1 представ, чена блок-схема устройства; ыа фиг. 2 - - диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство содержит первый сумматор 1для воспроизведения регуляторной характеристики двигателя, управляемый дели тель напряжения 2, регулятор 3 подачи топлива инерционный блок 4 для имитации)г инерционности двигателя; интегратор о, инверторы 6, 7, блокц 8 - 10 нелинейностей для воспроизведения частей внешней характеристики двигателя, блоки 11- - 14 сравнения, реле 15 - 23, второй сумматор 24, источник 25 опорного напряжения.Работает устройство следующим образом.Режим работы двигателя характериз,ется совокупностью ряда парачетров, к которым относятся: крутяций момент, число оборотов коленчатого вала и положение педали подачи топлива. Возможные режимы работы двигателя охватывают некогорую область, которая может быть изображена графически в виде площади, ограниченной внешней и регуляторной характе 6403264ристпками двигателя (фиг. 2), В каждый момент времени координаты точки этоо поля характеризуют режим работы двигателя.5 Висшгяя характсриска двпгагеля прсдсавляется двумя зависимостями оборотов двигателя от момента: одна в диапазоне максимального момента - моменга при максимальной мощности, которая реализу ется блоком 10 нелинейности, а другая отнуля до максимального момента блоком 9, Такое представление внешней арактеристики исключает ее двухзначность прц одном и том же значении момента сопротив ления. Таким образом, все поле работыдвигателя разделяется на две части (1 и 11, фиг. 2 линией АВ). Работа ь сой или иной области определяется блоком 14 сравнения, на первый вход которого поступает 20 отрицательный сигнал с управляемого делителя напряжения, связанного с регулятором 3 подачи топлива, а на второй вход по.чожительное напряжение с цсгочника 25 опорного напряжения. К выходу 25 блока подключено поляризованное реле 17,которое производит перексцочецие лиоо в 1, либо во 11 область поля работы двигателя в зависимости от пологсе ця регулятора подачи топлива. Выбор первой и,и вто рой части внешцей харастеристики двигателя осуществляется блоком 2 сравнения, на выходе которого стоят поляризованные реле 18 и 19, для отк.ючеи.я начальных условий от интегратора 5, когда двигатель работает по первой части внешней характеристики, т. е, в реки.е заглохания (при моменте сопротивления большем, чем момент, развиваемый двигатс,чем); и для подключения источника питания к реле 21, 40 контакты которого включают реле 22 и реле 23. Реле 22 служит для подключения к выходу устройства напряжения, пропорционального моменту первой части внешней характеристики двигателя, снимаемого 45 с блока нелинейности 8. Реле 23 подключает ко входу интегратора 5, когда двигатель работает в режиме заглохания, выход сумматора 24, измеряющего увеличение скорости вращения коленчатого вала 50 двигателя. На фиг, 1 показано положение,когда двигатель работает во 11 области поля возможных режимов работы.Положение регулятора подачи топливаопределяет изменение момента по заданной 55 регуляторной характеристике, Например,либо по прямой СО, либо по С,0, (фиг.2), Допустим, что в данный момент времени двигатель работает во второй области поля. При увеличении момента сопротивле ния обороты вала изменяются по регуляторной прямой С,В. При достижении точки 0 срабатывает блок 13 сравнения и при дальнейшем увеличении М, обороты двигателя изменяются по второй части 65 внешней характеристики двигателя вплотьдо максимального крутящего момента, т. е. до точки А. Если М, больше М то блок 12 сравнения переведет работу на первую часть внешней характеристики двигателя и происходит заглохание двигателя напряженис и сумматора 24, выдающего ускоренис заглохаиия двигателя, срабатыванием через контакты реле 21 и далее реле 22 и 23 с соответствующей коммутацией и подключением к выходу устройства интегратора 5 и блока нелинейности 8.Если регулятор подачи топлива находится в положении, когда двигатель работает по регуляторной характеристики С,йз, то блок 14 сравнения переключает контакты реле 17 и при непрерывном увеличении М, двигатель достигает точки йз, где срабатывает блок 11 сравнения, который контактами реле 16 отключает от интегратора 5 начальные условия по оборотам двигателя, включает реле 20, через контакты которого подается напряжение на реле 21 и происходит заглохание двигателя, как это описано выше.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет в широком диапазоне исследовать динамические процессы в сложных силовых системах транспортны.; средств,Возможность широкого, быстрого и простого варьирования параметров моделируемого двигателя в описываемом устройстве сокращает в 5 - 8 раз выбор и расчет оптимальных режимов работы и параметров динамических систем по сравнению с методом их математичсского дискретного вычисления. Формул а изобретен пяУстройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее регулятор подачи топлива, интегратор, сумматоры, инверторы, источник входного сигнала, источник опорного напряжения и реле, о т л ич а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введены управляемый делитель напряжения, блоки нелинейности, инерционный блок и блоки сравнения, причем источник входного сигнала подключен к входам первого и второго блоков нелинейности и к одному извходов первого сумматора, другой вход которого соединен с управляемым делителем5 напряжспия, связанным с регулятором подачи топлива и с первым входом первогоблока сравнения, второй вход которогоподключен к источнику опорного напряжения, выход первого блока нелинейности10 соединен с первыми входами второго итретьего блоков сравнения, вторые входыкоторых соединены соответственно с выходом второго блока нелинейности и с выходом первого инвертора, подключенного15 входом к выходу первого сумматора, соединенному с одним из входов четвертогоблока сравнения, другой вход которого связан с выходом второго блока нелинейности,соединенным со входом второго инвертора,20 выходом связанного через последовательно включенные замыкающий контакт первого реле и размыкающие контакты второго и третьего реле, со входом инерционногоблока, выход первого сумматора соединен25 через последовательно включенные размыкающий контакт четвертого реле, замыкающий контакт второго реле и размыкающии контакт третьего реле со входом инерционного блока, причем обмотки реле подЗ 0 ключены к выходам одноименных соответствующих блоков сравнения, выход инерционного блока соединен с установочнымвходом интегратора, выход которого подключен ко входу третьего блока нелинейЗ 5 ности, а вход интегратора через замыкающий контакт пятого реле соединен с выходом второго сумматора, входы которогосоединены соответственно с выходом третьего блока нелинейности и источником входного сигнала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. НИИинформтяжмаш Двигате ччвнутреннего сгорания, реф. 4 - 75 - 545 Применение ЭВМ для исследования динамики двигателей с турбоподдувом.2. Известия высших учебных заведений,Машиностроение,12, 1965, изд. МВТУ,М., с. 48./и- Пюбипах ггг авитель И. Лебеде Техред С. Антипенко едактор Ю ректоры: Л. Брахнина и Т. Добровольская люкан пография, пр. Сапун каз 2221/16 Изд.783 Тираж 799 ПодписноеНПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45