Устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51)М, Кл, С 06 С 7/64 г с присоединением заявкиРкударстмнный комнтет СССР йо долам нзооретеннй и открытий(23) Приоритет Опубликовано 1.08.82. Бюллетень 30 Дата опубликования описания 1 .08. 82.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в тренажерах для обучения водителей транспортных средств и исследовательских стендах,Известно устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее регулятор подачи топлива, интегратор, сумматор, источник входного сигнала, источник опорного напряжения, управляемый делитель напряжения, блоки нелинейностиИзвестно устройство для моделирования.двигателя внутреннего сгорания, содержащее первый и второй блоки нелинейности и интегратор 21.Недостатками данных устройств является отсутствие возможности моделирования тормозных и регуляторных характеристик двигателя.Наиболее близким по техническому решению и изобретению является устройство, для моделирования двигате 2ля внутреннего сгорания, содержащее источник постоянного напряжения, регулятор подачи топлива, механически связанный с управляемым делителем напряжения, последовательно соединенные блок задания внешнего момента, интегратор и первый блок нелинейности, выход которого соединен с вторым входом интегратора, выход последнего церез сумматор соединен с входом второго блока нелинейности, второй вход сумматора соединен с выходом управляемого делителя напряжения, один вывод которого соединен с источником постоянного напряжения, другой - с шиной нулевого потенциала 3;1.Недостатком данного устройства является то, что при подаче с блока задания внешнего момента напряжения, пропорционального раскручивающему моменту, торможение двигателем осуществляется по регуляторной характеристике. В результате возни3 951335кает превышение максимально допустимых оборотов, что, в свою очередь,приводит к поломке двигателя. Такимобразом, при использовании данноготехнического решения в тренажередля обучения водителей транспортныхсредств не моделируется увеличениеоборотов двигателя при приложении кего валу раскручивающего момента.Такие ситуации возникают, например,при переключении с высшей передачина низшую или при движении с включенной передачей на затяжном спуске,т.е. из процесса обучения на тренажере исключаются отдельные ситуации,встречающиеся при управлении реальным транспортным средством.Цель изобретения - повышение точности моделирования.Поставленная цель достигается тем,2 Очто в устройстве, содержащее последовательно соединенные блок задания напряжения, пропорциональноговнешнему моменту,. интегратор и первый блок нелинейности, выход которого соединен с другим входом интег",ратора, последовательно соединенныесумматор и второй блок нелинейности,первый и второй входы сумматорасоответственно соединены с выходоминтегратора и выходом датчика напряжения, пропорционального расходутоплива, введен управляемый ограничитель напряжения, информационныйвход которого соединен с выходомвторого блока нелинейности, а управляющий вход ограничителя напряжения соединен с выходом интегратора, выход управляемого ограничителянапряжения соединен с вторым входомпервого блока нелинейности.На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства на фиг. 2 поле рабочих характеристик двигателя; на фиг. 3 - схема первого блоканелинейности; на фиг. М - схема вто- ф 5рого блока нелинейности.Устройство содержит датчик 1 напряжения, пропорционального расходутоплива, сумматор 2, второй блок 3нелинейности, управляемый ограничитель 1 напряжения, блок 5 заданиявнешнего момента, интегратор 6, первый блок 7 нелинейности. В составблоков 3 и 7 нелинейности входятрезисторы 8, диоды 9, операционные 55усилители 10.Устройство работает следующим образом,ф Основное уравнение, на решении которого основана работа устройства,имеет видгде Э - момент инерции, приведенныйк валу двигателя;и 1 - угловая скорость вала двигателя;йм 3 д) крутящий момент двигателя,зависящий от угловой скорости вала двигателя и количества топливавнешний момент, приложенныйк валу двигателяУравнение решается с помощью интегратора 6, входными величинами которого являются напряжения, снимаемые с блока задания внешнего момента 5 при запуске оно пропорционально моменту стартера, при работе оно пропорционально величине внешнего момента, приложенного. к валу двигателя) и с первого блока 8 нелинейности, который формирует напряжение, пропорциональное величине М (Ш, с).При работе двигателя, в зависимости от приложенного к валу внешнего момента, рабочая точка находится выше оси абсцисс - момент внешних сил является моментом сопротив" ления вращению, на оси абсцисс- момент внешних сил равен нулю (внутренними потерями пренебрегаем), ниже оси абсцисс - момент внешних сил является раскручивающим моментом, т.е. двигатель работает в тормозном режиме.Рассмотрим работу устройства в режиме торможения двигателем при приложении к валу двигателя раскручивающего внешнего момента.Допущением в данном случае будет то, что линия ВО аппроксимируется прямой ВЕ.Пусть внешний момент, приложенный к валу двигателя, равен нулю, то есть рабочая точка находится на оси абсцисс, например, точка А,В этом случае на выходе интегратора 6 имеется напряжение, про" порциональное оборотам вала двигатела, а на выходе первого блока 8 нелинейности напряжение .01, пропорциональное крутящему моменту двигателя, равное нулю, Положение точки А на оси абсцисс определяется5 9 напряжением с выхода датчика 1. Если это напряжение равно напряжению О по величине, но противоположно по знаку, то на выходе сумматора напряжение равно нулю. На выходе второго блока 3 нелинейности Формируется напряжение, которое без изменения проходит через ограничитель 4 и, действуя на второй вход первого блока 7 нелинейности, приводит к тому, что разность М(ц 1, 9) -МВ.=,0 в данном случае М - - 0 то и М(щ ц)=0, то есть Ч =О.Если с помощью блока задания внешнего момента увеличивать значение О , как напряжения, пропорционального раскручивающему моменту, то рабочая точка движется по регуляторной характеристике в областитормозного режима, так как увеличение О, на выходе интегратора приводит к увеличению напряжения на выходе сумматора 2 и на выходе второго блока 3 нелинейности. Напряжение с выхода блока 3 без изменения по величине пройдет через ограничитель 4 на второй вход блока 7, при этом напряжение на выходе блока 7 . изменяется так, что разность О-О =0, т.е. рабочая точка. занимает новое положение, например, в точке Е.Дальнейшее увеличение ОВ приводит к тому, что напряжение на выходе второго блока 3 нелинейности становится выше уровня ограничения ограничителя 4. (Уровень ограничения последнего определяется напряжением Ц, за счет чего достигается необходимый наклон линии ВЕ). Следовательно, напряжение на выходе ограничителя изменится незначительно, пропорционально наклону линии ВЕ, т.е. увеличение О на выходе первого блока 7 нелинейности будет незначительным. В результате этого напряжение Од возрастает, т.е, вал двигателя раскручивается внешним моментом,Таким образом моделируется работа двигателя в режиме раскрутки вала двигателя внешним моментом, что повышает .точность моделирования двигателя внутреннего сгорания,Формула изобретенияУстройство для моделированиядвигателя внутреннего сгорания,содержащее последовательно соединен 15 ные блок задания напряжения, пропорционального внешнему моменту, интегратор и первый блок нелинейности, выход которого соединен сдругим входом интегратора, последова 20 тельно соединенные сумматор и второйблок нелинейности, первый и второйвходы сумматора соответственно соединены с выходом интегратора и выходом датчика напряжения, пропорцио 2 Б нального расходу топлива, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности моделирования,оно содержит управляемый ограничитель напряжения, информационный входкоторого соединен с выходом второго блока нелинейности, а управляющий вход ограничителя напряжениясоединен с выходом интегратора, выходуправляемого ограничителя напряжения соединен с вторым входом первого блока нелинейности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 640326, кл. 6 06 С 7/62, 1977.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Ю 2745200/18-24,кл. О 06 С 7/02, 1978.3Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2877768/18-24,кл. С 06 С 7/62, 1979.Подписноенного комитета СССРтений и открытийЖ, Раушская наб., д. акаэ 5,32 ираж 73НИИПИ Государстпо делам изобр13035, Москва,Фс 1 писзп ПП 1 "1 атент, гжг од, ул. Проектна