Устройство для моделирования механической передачи Советский патент 1982 года по МПК G06G7/70 

1

Изобретение относится к аналоговычислительной технике и может быть использовано в тренажерах транспортных средств и исследовательских стендах.

По основному авт. св. № известно устройство для моделирования механической передачи, содержащее второй коммутатор, выходы которого соединены с группой входов первого интегратора, второй вход которого соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с одним из выходов второго коммутатору, выход первого интегратора через последовательно соединенные усилитель и ограничитель соединен со входом первого коммутатора, выходы которого соединены с группой входов второго интегратора, выход которого одновременно соединен с первым вхо дом первого интегратора и через мостовой выпрямитель соединен со входом второго интегр..торл.

Недостатком данного устройства является то, что момент инерции вращающихся масГс коробки передач, при. веденных к выходному валу, берется независимым от номера включенной передачи, хотя в реальном случае при,разных передачах включаются разные вращающиеся массы (шестерни, валы, фрикционные элементы). То

Q есть момент инерции, приведенный к выходному валу коробки передач,, имеет различные значения на разных передачах. В известном устройстве берется среднее значение момента

,5 инерции, что снижает точность моделирования.

Цель изобретения - повышение точности моделирования.

Это достигается тем, что устройство дополнительно содержит датчик напряжения, пропорционального трению фрикциона, датчик напряжения, пропорционального номеру включенной передачи , третий коммутатор и кон96денсаторы по количеству передач, одни выводы которых соединены с выходом второго суммирующего интегратора, другие - подключены к грурпе быхрдов т.ре тьего коммутатора, вход которого соединен со входом второго суммирующего интегратора, выходы датчика напряжения, пропорционального номеру включенной передачи, соединены соответственно с управляющими входами первогоj второго и третьего коммутаторов, а выходы датчика напряжения пропорционального трению фрикциона, соединены с управляющими входами oi- раничителя. На чертеже представлена схема устройства для моделирования механической передачи. Устройство, входом которого является вход 1 коммутатора 2, содержит инвертор 3, суммирующий интегратор 4, усилитель 5, датчик 6 напряжения, пропорционального номеру включенной передачи, датчик 7 напряжения

пропорционального трению фрикциона, ограничитель 8, второй 9 и третий 10 коммутаторы,.группу конденсаторов 11, мостовой выпрямитель 12 и суммирующий интегратор 13Коммутатор 2 соединен группой выходов, соответствующих номеру включенной .передачи, с группой входов суммирующего интегратора 4, выход коммутатора 2, соответствующий передаче заднего хода,, через инвертор 3 подключен к соответствующему входу суммирующего интегратора k, выход которого через усилитель 5 подключен к управляемому ограничителю 8, управляющие входы которого соединены с выходами датчика J. Выход ограничителя 8 подключен ко входу второго коммутатора 9, выходы которого подключены к соответствующим входам суммирующего интегратора 13 со свободным входом . Суммирующий интегратор 13 через мостовой выпрямитель 12 подключен к источнику разнополярного напряжения и непосредственно ко входу третьего коммутатора 10, группа выходов которого через конденсаторы 11 .подключены к выходу интегратора 13.

Устройство работает следующим образом.

На вход коммутатора 2 подается напряжение, пропорциональное оборотам входного вала коробки передач. Коммутатор 2 подключает определенный вход

ние снимается с выхода интегратора 13. На входе суммирующего интегратора k напряжения, пропорциональные оборотам входного и выходного вала .коробки передач, складываются с учетом передаточного числа включенной передачи, и на выходе интегратора k образуется напряжение DH, пропорциональное действующему крутящему моменту М, т.е. решается, уравнение

о М

. .

где В - суммарная податливость элементов коробки передач; угловая скорость входного

си

вх вала коробки передач с учетом передаточного числа;

иО угловая скорость выходного

&ЫХ вала коробки передач. Напряжение через усилитель 5 поступает на ограничитель 8, которы моделирует работу фрикционных элеметов коробки передач. Уровень ограничения ограничителя 8 определяется напряжением, поступающим на управляющие входы ограничителя 8 с датчика 7. Если напряжение Ujv, проходит через ограничитель 8 без oi- раничения, то фрикционные элементы замкнуты, т.е. буксование отсутствует. Если напряжение U проходит через ограничитель 8 с ограничением 4 суммирующего интегратора А, каждый вход которого срответствует определенной передаче. Управление коммутато рами 2, 9 и 10, а следовательно, и выбор номера передачи, осуществляется с помощью датчика 6. При включении определенной передачи, например первой , включаются те коммутирующие элементы коммутаторов 2, 9 и 10, которые электрически соединяют соответственно вход 1 с первым входом суммирующего интегратора k, выход ограничителя 8 с первым входом суммирующего интегратора 13, и вход и выход интегратора 13 с конденсатором 11, соответствующим первой передаче. Осталь. ные входы интеграторов и конденсаторы остаются разомкнутыми. При включении передачи заднего хода выход коммутатора 2 подключается ко входу суммирующего интегратора Ц через инвертор 3, чем достигается изменение полярности напряжения U, пропорционального оборотам выходного / вала коробки передач. Это напряжето-в этом случае моделируется буксование фрикционных элементов. Если напряжение (it полностью ограничено, то в этом случае моделируется разрыв силовой цепи.

Напряжение с выхода ограничителя поступает на вход коммутатора 9, который подает напряжение DM на вход суммирующего интегратора 13 с учетом коэффициента передачи i коробки передач, т.е. решается уравнение

du)

вых

iM-Mc,

dt

где D - момент инерции вращающихся масс коробки передач, приведенный к выходному валу коробки передач; Mg - момент сопротивления вращению.

Исходя из того-, что при разных переуцачах включаются разные вращающиеся массы (шестерни, валы, фрикционные элементы), момент инерции I будет иметь различное значение на каждой передаче; а так как коммутатор 9 учитывает коэффициент i, то для учета изменения момента инерции при включении различных передач, используется коммутатор 10 с помощью которого в зависимости от включенной передачи в.обратную связь интегратора 13 включается соответствующий конденсатор, определяющий приращение момента инерции на каждой передаче относительно момента инерции при включении нейтрали1

Таким образом, при моделировании работы коробки передач осуществляется изменение момента инерции, приведенного к выходному валу коробки

передач, в зависимости от включенной передачи, что повышает точность моделирования. Повышение точности моделирования данного устройства позволяет, используя его в тренажере для обучения водителей транспортных средств, уменьшить время обучения на реальном изделии, увеличив, соответственно, время обучения на.тренажере.

Это, в свою.очередь, приведет к

экономии моторесурса и горюче-смазочных материалов реальных транспортных средств.

15

Формула изобретения

Устройство для моделирования механической передачи по авт. св. № , отличающееся

тем, что, с целью повы(;1ения точности моделирования, оно дополнительно содержит датчик напряжения, пропорционального трению фрикциона, датчик напряжения, пропорционального номеру включенной передачи, третий коммутатор и конденсаторы по числу передач, одни выводы которых соединены с выходом второго суммирующего интегратора, другие подключены соответственно к группе выходов третьего коммутатора, вход которого соединен с входом второго суммирующего интeгpatopa, выходы датчика напряжения, пропорционального

номеру включенной передачи, соединены соответственно с управляющими входами первого, второго и третьего коммутаторов; а выходы датчика наПРяжения, пропорционального трению .

фрикциона, соединены с управляющими входами ограничителя.