Устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК G06G7/62 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для обучения водителей в тренажере транспортных средств.

По основному авт. св. 942066 известно устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания, со- держсшсее интегратор, блоки воспроизведения нелинейностей, сумматор, источник питания, блок сравнения и выпрямительный элетлент, усилитель и датчик температуры масла, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подклю чен к выходу источника питания, выход сумматор а соединен с первым входом блока сравнения,выход которого через выпрямительный элемент подключен к первому входу интегратора, выход которого непосредственно соединен со вторым входом блока сравнения, с первым входом первого блока воспроизведения нелинейности и через цепочку из последовательно соединенных усилителей и второго блока воспроизведения нелинейности подключен к второму входу первого блока воспроизведения нелинейности, выход которого соединен с вторым входом интегDaTopaj l .

Однако это устройство не позволяет имитировать расход топлива в зависимости от режима двигателя и глушение двигателя при отсутствии топлива..

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет имитации расхода топлива при работе двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в,устройство введены датчик запаса топлива, второй выпрямительный элемент и последовательно соединенные блок умножения, второй интегратор, вторрй сумматор, ког таратор и третий выпрямительный элемент, катод которого подключен к катоду первого выпрямительного элемента, первый и второй входы блока умножения соединены с выходом второго блока воспроизведения нелинейности и выходом первого интегратора соответственно, выход датчика запаса- топлива соединен с другим входом второго сумматора, анод второго выпрямительного элемента подключен к выходу второго интегратора, а катод соединен с входом второго интегратора.

На чертеже изображена схема устройства . Устройство содержит датчик температуры масла 1, первый сумматор 2, блок 3 сравнения, первый интегратор 4, 1блоки 5 и 6 воспроизведения нелинейности, блок 7 умножения, второй интегратор 8, второй сумматор 9, датчик10 запаса топлива, компаратор 11, вы1:рямительные элементы 12,13 и 14. Устройство работает следующим образом. Основное управление, на котором основана работа устройства, имеет ид ),()-NVc, где -.Э-момент инерции, приведенный к валу двигателя; Ц) - угловая скорость вращения М{Ш,д)-крутящий момент,действующий на вал даигателя, зависящий от угловой скорости ва ла двигателя и колич.ества топлива. Указанное уравнение решается с по мощью первого интегратора. Зависимость формируется первым интегратором, на один вход которого с интегратора 4 поступает напряжение, пропорциональное оборотам вала двига теля, а на другой напряжение, зави сящее от циклического расхода топлива, которое формируется вторым блоком 5 воспроизведения нелинейности. Моделирование пусковых ха Ьактеристик двигателя основано на том, что при оборотах вала двигателя ниже минимал йо устойчивых резко повышается момен сопротивлзния, что осуществляется--с помощью.блока 3 сравнения, на один вход которого с первого сумматора по ступает напряжение, пропорциональное минимально устойчивым оборотам вала двигателя, зависящее от напряжения, пропорционального температуре масла двигателя о На другой вход блока 3 сравнения с первого интегратора поступает напряжение, пропорциональное оборотам вала двигателя. Если это на пряжение больше напряжения, соответствунвдего минимально устойчивым оборотам, то на выходе блока 3 сравнения имеется напряжение такой полярности, при котором блок сравнения не влияет на работу интегратора. Если напряжен с выхода первого интегратора тстанови ся меньше напряжения с выхода первог cjiviMaTopaf то напряжение на выходе блока 3 сравнения меняет знак и чере выпрямительный элемент 12 поступает на вход первого интегратора, имитиру резкое возрастание момента сопротивЛенин. Зависимость напряжения, пропорцио нального минимально устойчивьам оборо там двигателя, обеспечивается с поМ1эдью первого сумматора и датчика те пературы масла, таким образом, при уменьшении напряжения, пропорционального температуре масла, напряжение, определяющее минимально устойчивые обороты двигателя, повышается. Имитация расхода топлива в устройстве осуществляется следующим образом. Напряжение, пропорциональное положению рейки топливного насоса, снимается с выхода второго блока 5 воспроизведения нелинейности. Расход топлива за единицу времени пропорционален циклическому расходу топлива умноженному на число оборотов коленчатого вала двигателя в единицу времени. Поэтому напряжение, пропорциональное оборотам коленчатого вала, снимаемое с выхода первого интегратора 4 с помощью блока 7 умножения умножается на напряжение с выхода второго блока 5 воспроизведения нелинейности. Врезультате на выходе блока 7 умножения формируется напряжение, пропорциональное расходу топлива в единицу времени. Для определения величины расхода топлива в любой промежуток времени это напряжение интегрируется с помощью интегратора 8. Выпрямительный элемент 14 в обратной связи интегратора 8 предотвращает возможность изменения знака напряжения,пропорционального расходу топлива на выходе Интегратора. Напряжение с выхода интегратора 8 в сумматоре 9 вычитается из напряжения, пропорционального запасу топлива, которое выставляется датчиком 10 запаса топлива. Этот датчик мохсет, например, представлять собой обычный потенциометр.Таким образом, на выходе cyiviMaTopa 9 имеется напряжение, пропорциональное остатку топлива в системе питания двигателя. Если это напряжение становится равным нулю, то на выходе компаратора 11 появляется напряжерйе той полярности, которое пропускает выпрямительный элемент 13, поступаквдее на вход первого интегратора 4. Полярность напряжения соответствует моменту сопротивления вращению вала двигателя. Сигнал с выхода компаратора 11 устанавливает первый интёх-ратор 4 в исходное положение, что соответствует прекращению работы двигателя в случае окончания запаса топлива. Таким образом,предлагаемое устройство позволяет моделировать расход топлива на функцию от частоты вращения коленчатого вала двигателя и положения топливной рейки, т.е. от нагрузки на двигатель, а также позволяет формировать запас топлива в топливной системе и имитировать глушение при полном топлива. Формула изобретения Устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания по

авт.св. №942066, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет имитации расхода топлива при работе двих ателя, в него введен датчик запаса топлива, второй выпрямительный элемент и последовательно соединенные блок умножения, второй интегратор, второй сумматор, компаратор и третий выпрямительный элемент, катод которого подключен к катоду первого выпрямительного элемента, первый .и второй входы блока умножения coeJctинeны с выходом

второго блока воспроизведения нелинейности и выходом первого интегратора соответственно, выход датчика запаса топлива соединен с друхнм входом второго сумматора, анод второго выпрямительного элемента подключен к выходу второго интегратора, а катод соединен с входом второго, интегратора ,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР № 942066, кл. G 06 G 7/62, 1979 (прототип).