Изобретение относится к вычисли- |тельной технике и может найти применение в тренажерах для обучения водителей транспортных средств и в исследовательских стендах.
По основному авт. св. № 920774 известно Устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик температуры масла, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу источника постоянного напряжения, а выход первого сумматора соединен с первым входом блока сравнения, выход которого через выпрямительный элемент соединен с первым входом интегратора, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения и с первым , входом первого блока нелинейности, выход которогосоединен со вторым входом интегратора, а также второй блок нелинейности, выход которого через усилитель соединен со вторым входом первого блока нелинейности, регулятор подачи топлива, управляемый делитель напряжения, второй сумматор и блок задания внешнего момента, при- чем регулятор подачи топлива механически связан с управляемым делителем
напряжения, выход которого соединен с первым входом второго сумматора второй вход которого подключен к выхс ду интегратора, а выход сумматора соединен со входом второго блока нелинейности, блок задания внешнего момента соединен с третьим входом интегратора, один вывод управляемого делителя напряжения подключен к выходу
10 источника постоянного напряжения, другой вывод управляемого делителя напряжения соединен с шиной нулевого потенциала .1.
Устройство не позволяет моделиро15вать работу двигателя в аварийных режимах, например, при перегреве двигателя. Применение такого устройства в тренажере снижает его методические возможности при обучении водителей
20 действиям в аварийных ситуациях.
Целью изобретения является расширение функциона.льных возможностей за счет моделирования отказа двигателя при его перегреве.
25
Эта цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит переключатель, последовательно соединенные датчик температуры охлаждающей жидкости, второй блок сравнения, ре30ле времени и согласующий усилитель. выход которого соединен с управляющи входом переключателя, выход которого подключен ко второму входу интегратора, первый и второй информационные входы nepei-слючателя соответственно соединены с выходом первого блока нелинейности и с источником постоян н.ого напряжения, другой вход второгд блока сравнения подключен к источнику постоянного напряжения. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2поле рабочих характеристик двигателя на фиг. 3 - схема блока нелинейности на фиг. 4 - то же. Устройство содержит регулятор 1 подачи топлива, управляемый делитель 2 напряжения, второй сумматор 3, вто рой блок 4 нелинейности, усилитель 5 блок б задания внешнего момента, интегратор 7, первый блок 8 нелинейное ти, переключатель 9, выпрямительный элемент 10, датчик 11 температуры масла, первый сумматор 12, первый блок 13 сравнения, датчик 14 температуры охлаждающей жидкости, второй блок 15 сравнения, реле 16 времени, согласующий усилитель 17, источник 18 постоянного напряжения. В состав блоков 4 и В входят резисторы 19, диоды 20, операционные усилители 21. Устройство работает следующим образом. Основное уравнение, на котором основана работа устройства, имеет J М(Ш , q) - М где J - момент инерции, приведенный к валу двигателя; и; - угловая скорость вращения вала двигателя; MCll) ,q)-крутящий момент двигателя зависящий от угловой скорости вала двигателя и ко личества топлива; М - момент сопротивления вращения. Уравнение решается с помощью интегратора 7, выполняющего функцию сумматора-интегратора, входными величинами которого является напряжение, снимаемое с блока 6 задания внешнего момента (при запуске оно пропорционально моменту стартера,при работе под нагрузкой оно пропорциональ но моменту сопротивления). Зависимость М(и;, q) формируется с помощью первого блока 8 воспроизве дения нелинейности, на первый вход которого подается напряжение с интег ратора 7, пропорциональное оборотам двигателя, а на другой. - напряжение, пропорциональное величине подачи топ лива. При отсутствии напряжения на выхо де интегратора 7, на выходе блока 13 сравнения имеется напряжение, пропорциональное статическому моменту сопротивления. Величина этого напряжения зависит от напряжения пропорционального температуре масла, снимаемого с датчиками температуры масла. Запуск двигателя осуществляется напряжением, пропорциональным крутя щему моменту стартера U.. . Если / / выходе интер ратора 7 напряжение и начинает увеличиваться, при этом напряжение, nj5onopциональное крутящему моменту U на .выходе первого блока 8 воспроизведения нелинейности, изменяется по внешней характеристике (фиг. 2). Когда Jijj станет больше напряжения, пропорционального минимально устойчивым оборотам двигателя, напряжение на выходе блока 13 сравнения изменит свою полярность, и выпрямительный элемент 10 не пропустит его на вход интегратора 7.Следовательно,действие момента статического сопротивления двигателя станет равно нулю,т.е.двигатель запустится. В этом случае напряжение Ц,.. с блока 6 задания внешнего момента отключается и увеличение оборотов происходит без воздействия внешних источников. При этом напряжение с выхода первого блока 8 воспроизведения нелинейности продолжает изменяться -по внешней характеристике. Работа на внешней характеристике определяется тем, что на второй вход первого блока 8 воспроизведения нелинейности подается максимальное поло5 сительное напряжение, определяемое напряжением со второго блока 4 воспроизведения нелинейности. Когда напряжение Uy; с выхода интегратора 7 становится .больше напряжения с выхода управляемого делителя 2 напряжения, напряжение на выходе второго сумматора 3 меняет знак. При этом напряжение на выходе второго блока 4 воспроизведения не.линейности, а следовательно и на втором входе первого блока 8 воспроизведения нелинейности, начинает резко уменьшаться, что приводит к снижению напряжения U на выходе первого блока 8 воспроизведения нелинейности, т.е. формируется регуляторная характеристика двигателя. Положение регуляторных характеристик двигателя определяется положением управляемого делителя 2 напряжения. При отсутствии напряжения U;yvc, пропорционального моменту сопротивле- . ния MC с блока 6 задания внешнего момента, значение напряжения U. равно нулю. Рабочая точка определяемая координатами крутящего момента и оборотов .tf находятися на оси оборотов, например, в точке А. При увеличении и рабочая точка находится на регуляторной характеристике, т.е. напряжение U(jj уменьшается. При дальнейшем увеличении рабочая точка вый дет на внешнюю характеристику, в это случае напряжение станет меньше напряжения, снимаемого с делителя 2. Дальнейшее увеличение происхо дит по внешней характеристике. Если глс о происходит заглохание по первой части внешней харак теристики. Рассмотрим случаи формирования то мозйых характеристик. Допустим, рабочая точка находится на регуляторной характеристике (точка В) . в этом случае, напряжение U, Hif cons t, т.е. имеется установившийся режим работы двигателя. При изменении положения.регулятора 1 подачи топлива в сторону уменьшения подачи топлива напряжение с выхода управляемого делителя 2 напряжения становится меньше Uy; , при этом меняется знак на выходе второго сумматора 3, что, в свою очередь,.приводи к смене знака и резкому увеличению напряжения на выходе второго блока 4 нелинейности. Последнее через усилитель 5 действует на второй вход первого блока 8 воспроизведения нелиней ности и изменяет полярность его выход ного напряжения, т.е. рабочая точка переходит по регуляторной характерис тике в область тормозных моментов. В этом случае напряжение U разряжае интегратор 7, что приводит к снижению Uy, . Это снижение будет происходить до тех пор, пока U) не сравняет ся с напряжением выхода управляемого ограничителя, т.е. рабочая точка выйдет на новую регуляторную характеристику. Влияние на процесс моделирования работы двигателя, перегрева двигателя осуществляется следующим образом. На первый и второй входы блока 15 сравнения поступают напряжения с датчика 14, пропорциональное температуре охлаждающей жидкости, и с источника 18 .постоянного напряжения, пропорциональное максимсшьно допустимой температуре . Если и и у, то напряжения на выходе второго блока 15 сравнения нет, а следовательно и не включено реле 16 времени и переключатель 9. В этом положении первый вход коммутатора соединен с выходом, а следовательно со вторым входом интегратора 7 т.е. двигатель работает в нормальном режиме. Если и. U-ttnax/ выходе второго блока 15 сравнения появляется напряжение, характеризующее наличие перегрева двигателя. Это .напряжение включает реле 16 времени, в результате чего через некоторое время, определяющее возможность работы двигателя до его отказа, на выходе реле 16 времени появится напряжение, кото.рое через согласующий усилитель 17 воздействует на управляющий вход переключателя 9, подключая его второй вход к выходу, тем самым, включается напряжение, пропорциональное тормозному моменту, от источника постоянного напряжения ко второму входу интегратора 7, в результате чего двигатель останавливается. Если же водитель своевременно, т.е. в течение времени срабатывания репе 16 времени заметит перегрев двигателя и устранит причину, вызывающую перегрев, то напряжение на выходе блока 15 сравнения вновь станет равным нулю и остановки двигателя не произойдет. Таким образом, предложенное устройство позволяет моделировать отказ работы двигателя при его перегреве. Применение его устройства в тренажере позволит расширить методические возможности тренажера, что, в свою очередь, повысит качество обучения водителей, а выработанные на таком тренажере навыки управления в аварийных ситуациях создадут экономию средств, затрачиваемых на преждевременный ремонт транспортных средств, вышедших из строя в результате обычного недосмотра водителей. Формула изобретения Устройство .цля моделирования двигателя внутреннего сгорания по авт. св.№920774, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования отказа двигателя при его перегреве, оно дополнительно содержит переключатель, последовательно соединенные датчик температуры охлаждающей жидкости, второй блок сравнения, реле времени, согласующий усилитель, выход которого соединен с управляющим входом переключателя, выход которого подключен ко второму входу интегратора, первый и второй информационные входы переключателя соответственно соединены с выходом первого блока нелинейности и с источником постоянного напряжения, другой вход второго блока сравнения подключен к источнику постоянного напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 920774,. кл. ,G 06 G 7/62, 1980 (прототип) .
Фиг.1
Внешняя характеристика
Рвгдляторныв характеристики
Л м/
