Устройство для моделирования системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания

)5 6 06 6 7/57 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН к аналоговой может быть истранспортных - повышение нкциональных лирования терли в устройство и компаратора ное устройство оту системы охУстройствомы охлаждениянений для моделирования систеисывается системой уравТдж Ож)(Ож 0 3) Т С 2 д Ор = (Кр 1+ х где Тжд- темпе сти на выходе и С 1 - приве дающей жидко двигатель и мет Оп - кол иче догревателем о Х 1 - ЛОГИЧЕС(56) Авторское свидетельство СССРМ 922807, кл. 6 06 6 7/57, 1980,Авторское свидетельство СССРМ 1380491, кл. 806 6 7/62, 1986.Авторское свидетельство СССРВ 1287202, кл. 6 06 6 7/64, 1985,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯСИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в тренажерах транспортных средств,Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей за счет моделирования термостата,На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит кнопку 1 "Сброс", элемент И-НЕ 2, блок 3 моделирования двигателя, переключатель 4, третий ключ 5, блок 6 умножения, четвертый ключ 7, датчик 8 включения подогревателя, первый интегросумматор 9, первый разделительный диод 10, первый компаратор 11, первый ключ 12, первый инвертор 13, сумматор 14, третий компаратор 15, ограничивающий резистор 16, пятый ключ 17, второй ключ 18, седьмой ключ 19, второй инвертор 20, второй разделительный диод 21., второй компаратор 22, второй интегросумматор 23, датчик 24 положения жалюзи, шестой ключ 25.(57) Изобретение относится вычислительной технике и пользовано в тренажерах средств. Цель изобретения точности и расширение фу возможностей за счет моде мостата, Для достижения це введены блок умножения, тр и два инвертора. Предложен позволяет моделировать раб лаждения с термостатом. 1 иО дв - количество тепла, отдаваемого сгораемым в двигателе топливом охлаждающей жидкости;Ож - количество тепла, забираемого от двигателя охлаждающей жидкостью,Кт 1, Кт 2 - коэффициенты, характеризующие теплоотдачу от двигателя к охлаждающей жидкости; х 2 - логическая переменная,0 - двигатель запущен Х 21 - двигатель остановлен;С 2 - приведенная теплоемкость радиатора,Кр 1, Кр 2 - коэффициенты, характеризующие теплопередачу между радиатором и окружающей средой;Тжр - температура охлаждающей жидкости на выходе радиатора;Ор - количество тепла, забираемого радиатором у охлаждающей жидкости;йж - параметр, учитывающий положение жалюзи.1 - жалюзи открыты пж=0 - жалюзи закрыты,Величина Одв определяется из выражения (4):3600 ИОдв где гц - индикаторная мощность; , - индикаторный КПД,Принимая д =,сопз 11Одв = К М Мдв где К - коэффициент пропорциональности; М - индикаторный момент; вдв - частота вращения двигателя. Уравнения (1) и (5) решаются блоками 3 и 6, ключом 7, датчиком 8 и интегросумматором 9.С первого и второго выходов блока моделирования двигателя снимается напряжение, пропорциональное М и вдв.Устройство работает следующим образом,Напряжения, пропорциональные М и Ы. .умножаются с помощью блока 6 умножения, на выходе которого формируется напряжение Оадв, пропорциональное Одв. Последнее поступает на вход интегросумматора 9, на выходе которого формируется напряжение От пропорциональное темпеУратуре охлаждающей жидкости на выходеиз двигателя. Количество тепла, отдаваемого подогревателем охлаждающей жидкости, Оп величина постоянная и определяется уровнем постоянного напряжения, которое подается 5 на соответствующий вход интегросумматора 9 через ключ 7 при включении датчика 8 подогревателя.Уравнение (2) решается с помощью сумматора 14, ключа 17 и ограничивающего ре- "0 эистора 16. На входы сумматора 14поступают напряжения Отжд, Отж, причем последнее поступает с противоположным знаком, для этого используется инвертор 20. Коэффициент К учитывается входными 15 резисторами сумматора 14, а коэффициентКт 2 - резистором 16, который закорачивается ключом 17 при подаче на него сигнала, соответствующего запущен ному дви гател ю.Этот сигнал снимается с выхода элемента 20 И - НЕ 2.Таким образом, на выходе ключа 17формируется напряжение Оаж, пропорциональное Ож, которое с противоположным знаком напряжению Оад за счет инвертора 13 поступает на четвертый вход интегросумматора 9, замедляя при этом заряд интегросумматора 9, Ключ 17, включаясь при запуске двигателя, резко увеличивает коэффициент передачи цепи вход сумматора 14 30 - выход ключа 17, что моделирует наличиециркуляции в контуре охлаждения, т.е.включение водяного насоса.Напряжение Оаж также поступает навторой вход интегросумматора 23 и через 35 ключ 19 - на третий вход этого интегросумматора. Отключение ключа 19 осуществляется с помощью компаратора 15, который настраивается на значение температуры жидкости двигателят 80 С. Это значение оп ределяется опорным напряжением, проступающим на второй вход компаратора 15.Таким образом, компаратор 15 совместно с ключом 19 и входным резистором интегросумматора 23 изменяет постоянную 45 времени интегросумматора 23, что моделирует включение и отключение термостата, т.е. охлаждение идет по большому или малому контуру. При охлаждении по большому контуру в процессе охлаждения участвует 50 значительное больше жидкости, аследовательно, и больше постоянная времени интегросумматора (ключ 19 отключен),При поступлении Оаж на вход интегросумматора 23 на выходе формируется на и ряжение Отжр, пропорциональноетемпературы жидкости на выходе из радиатора, т.е. решается уравнение (3) системы.В цепь обратной связи интегросумматора 23 включены ключ 25 и датчик 24 положе ния жалюзи. Последний мож.ет быть5 10 15 20 25 30 40 45 50 выполнен в виде выключателя, при закрытых жалюзи цепь ключ 25 - второй вход интегросумматора 23 разомкнута, при отрытым замкнута, в последнем случае при замкнутом ключе 25 моделируется отбор тепла радиатора в окружающую средуКлюч 25 включается от сигнала, соответствующего запущенЬому двигателю с выхода запуска двигателя блока 3 моделирования двигателя,Таким образом, устройство моделирует работу системы охлаждения двигателя при наличии в ней термостата.Установка начальных условий, т.е, задание температуры окружающей среды, осуществляется с помощью переключателя 4, который с помощью ключей 12 и 18 подключает опорное напряжение на соответствующие входы компараторов 11 и 22, настроенные на различные напряжения, пропорциональные температуре окружающей среды, При исходном положении переключателя 4 ключи 12 и 18 разомкнуты, следовательно, компараторы 11 и 22 работают,как нуль-органы,1.е. они перебрасываются в другую полярность при малейшем изменении напряжения на первых входах в ту или иную полярность.На первые входы компараторов 11 и 22 подаются напряжения соответственно Отжд и Ожр. Зэ нулевую температуру принимается напряжение, равное нулю, т.е, начальным условием в данном случае будет температура окружающей среды, равная б С, при этом Тжд = Тжр = Токо.Любые другие исходные значения можно выставлять переключателем 4 как в сторону положительных, так и в сторону отри цэтел ьн ых температур.Работает устройство для установки начальных значений следующим образом.Пусть переключатель находится в среднем положении, что соответствует температуре окружающей среды, например, 20 С, тогда при десятивольтовом масштабе напряжения на выходе интегросумматоров 9 и 23 соответственно должны быть равны + 2 В. Как правило, при включении устройства за счет переходных процессов напряжения на выходе интегросумматоров 9 и 23 могут быть любыми, больше или меньше+2 В.Если напряжение меньше + 2 В, то на выходе компараторов 11 и 22 появляются максимальные (для операционного усилителя) отрицательные напряжения, которые проходят через разделительные диоды и поступают на третий и пятый входысоответственно интегросуммэторов 9 и 23 и быстро заряжают интегросуммэторы до значения на и ря жен ий + 2 В. При достижении значения Отжд = Отар " : 2 В на выходах компараторов 11 и 12 появляется положительное напряжение, которое за счет диодов 10 и 21 не оказывает влияния на работу интегросумматоров 9 и 23, т,е. осуществляется установка начальных условий интегросумматоров 9 и 23, причем погрешность установки определяется погрешностью срабатывания компараторов 11 и 22, которая для операционных усилителей в микросхемном исполнении равна нескольким милливольтам.При работе устройства напряжения Отжд й Отжр могут достигать зйачений до+10 В и для того, чтобы привести эти напряжения в соответствиес температурой внешней среды время разряда интеграторов будет большим), необходимо нажать на кнопку 1 "Сброс". Сигнал с этой кнопки поступает на вход элемента И - НЕ 2, на котором также присутствует сигнал остановленного двигателя. В результате на выходе элемента ИНЕ появляется сигнал логического нуля, который с,помощью ключа 5 подключает положительное напряжение на соответствующие входы интегросумматоров 9 и 23, которое разряжает их до уровня напряжения срабатывания компараторов 11 и 22, т,е. до напряжения, характеризующего температуру окружающей среды Формула изобретенияУстройство для моделирования системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащее элемент И - НЕ, кнопку сброса, блок моделирования двигателя,семь ключей, сумматор, датчик включения подогревателя, два интегросумматорэ, два разделительных диода, датчик положения жалюзи, ограничивающий резистор, пеоеключатель, подвижный контакт которого соединен с выходом первого источника постоянного напряжения, первый неподвижный контакт переключателя подключен к управляющему входу первого ключа, второй неподвижный контакт переключателя подключен к управляющему входу второго ключа, информационный вход первого ключа подключен к входу установки начальной температуры устройства, первый вход элемента И - НЕ через кнопку сброса соединения с выодом второго источника постоянного напряжения, выход элемента И - НЕ соединен с управляющим входом третьего ключа, информационный вход которого соединен с входом начальной уста. новки устройства, выход третьего ключа соединен с первым входом первого интегросумматора, выход датчика включения подогревателя подключен управляющему входу четвертого ключа, информационный входкоторого соединен с выходом третьего источника постоянного напряжения, а выход - с вторым входом первого интегросумматора, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход которого соединен с информационным входом пятого ключа, информационный вход и выход которого подключены к соответствующим выводам ограничивающего резистора, выход второго интегросумматора соединен с информационным входом шестого ключа, выход которого через датчик положения жалюзи подключен к первому входу второго интегросумматора, отл ич а ю щеес я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей за счет моделирования термостата,. оно содержит блок умножения за счет моделирования термостата, оно содержит блок умножения, три компаратора и два инвертора, выход пятого ключа соединен с информационным входом седьмого ключа, вторым входом второго интегросумматора и через первый инвертор подключен к третьему входу первого интегросумматора, четвертый вход которого через первый разделительный диод соединен с выходом первого компаратора, выход седьмого ключа подключен к третьему входу второго интегросумматора,.четвертый вход которого соединен с выходом третьего ключа, выход второго интегросумматора соединен с первым входом второго компаратора и через второй инвертор подключен к второму входу сумматора, выход индикаторного 5 момента двигателя блока моделированиядвигателя соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с выходом угловой скорости вращения вала двигателя блока моделирования двигателя, 10 выход запуска двигателя блока моделирования двигателя соединен с вторым входом элемента И - НЕ и управляющими входами пятого и шестого ключей, выход первого интегросумматора подключен к первым вхо дам первого и третьего компараторов,второй вход третьего компаратора соединен с выходом четвертого источника постоянного напряжения, выход третьего компаратора подключен к управляющему 20 входу седьмого ключа, выход блока умножения соединен с пятым входом первого интегросумматора, пятый вход второго интегросумматора через разделительный диод соединен с выходом второго компара тора, информационный вход второго ключаобъединен с информационный входом первого ключа, выход которого подключен к вторым входам первого и второго компараторов, выход второго ключа соединен с третьими вхо дами первого и второго ключей.,.Шекмар оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 1964 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5