Gerät zur Nachbildung der Betriebswerte von Flugzeugmotoren Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Nachbildung der Betriebswerte von Flugzeugkolbenmotoren, die Funktionen der Luftdichte und der Motordrehzahl sind, und zwar betrifft sie Einrichtungen zur Nach bildung des Luftdurchsatzes des Motors, der Motor leistung und des Ladeleitungsdruckes.
Die Nachbildung verschiedener bei Flugzeug motoren auftretender Betriebsgrössen oder Zustände sowohl bei Betrieb am Boden als auch im Fluge, wie z. B. der Motordrehzahl (rpm), des absoluten Druckes in den Ladeleitungen (MAP), der Motorluft zufuhr (We), der Bremsleistung (BHP) und des mitt leren Arbeitsdruckes (BMEP), des Kraftstoff-Luft- verhältnisses (FIA), der Kraftstoffzufuhr<I>(FF)</I> usw., ist zur Ausbildung von Flugpersonal am Boden vor geschlagen worden.
Die bisher benutzten Geräte sind jedoch in manchen Fällen noch nicht genügend genau und wirklichkeitsgetreu ausgeführt, um die Einwir kung von Änderungen der Luftdichte auf das Ver halten des Motors mit der für die Nachbildung des Motors und die Ausbildung der Mannschaft erforder lichen Genauigkeit zu gewährleisten. Dies ist um so mehr der Fall, wenn atmosphärische Bedingungen bezüglich der Temperatur und des Druckes in Be tracht kommen, die vom Normalen abweichen. Eine nennenswerte Abweichung, z.
B. von der normalen Lufttemperatur bei einer gegebenen Höhe des nach geahmten Fluges, kann einen beträchtlichen Fehler in dem berechneten Gewicht der Motorluft und in- ialgedessen in dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis, der Motorleistung usw. hervorrufen, wenn die Rechnung lediglich auf den nachgeahmten normalen Bedingun gen der Umgebung beruht.
Das Gewicht (W,) der Motorluft oder des Motor luftdurchsatzes kann für die Zwecke dieser Erfin dung durch die Gleichung We - (gE + K1) K2 f (rpm) + K3 2 + K4 ausgedrückt werden, wobei o die Dichte der um gebenden Luft, pE die Dichte der Luft am Motorein gang, rpm die Motordrehzahl und K1, K2,
K3 und K4 Konstanten sind, die von" der Motorausbildung und dem Ladeverhältnis abhängen.
Die Gleichungen für MAP und BHP können ebenfalls in dieser allgemeinen Form ausgedrückt werden, wobei jedoch die Konstanten K2, K3 und K4 für diese Gleichungen andere Werte aufweisen.
Die genannte Grundgleichung ist mit vorgege benen Konstanten nur für ein Verhältnis des Vor verdichterdruckes, z. B. hohe Vorverdichtung, an wendbar. Wenn eine niedrige Vorverdichtung be nutzt wird, gilt dieselbe Grundgleichung jedoch mit anderen Konstanten. In dem vorliegenden Nach bildungssystem ist die Luftdichte 9 die Hauptvariable der Anlage, wie sich aus der obigen Gleichung ergibt, in der W, als Funktion von Luftdichte und Drehzahl ausgedrückt ist.
Wie oben erwähnt, lassen sich die anderen eng damit zusammenhängenden Motorkenn- grössen, <I>z. B.</I> MAP und Motorleistung, als Funktio nen der Luftdichte und der Motordrehzahl ausdrük- ken. Bei der Nachbildung des Verhaltens des Mo tors, das, durch den Übergang von hoher Vorverdich- tung auf niedrige Vorverdichtung beeinflusst wird, könnten die Kenngrössen des Motors durch eine entsprechende Änderung der Konstanten der obigen Gleichung korrigiert werden.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird auf ein Ausführungsbeispiel bezug genommen, das in der Zeichnung dargestellt ist.
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Gerätes zur Nachbildung bestimmter Betriebs zustände eines Flugzeugkolbenmotors. Das Gerät wird in der Regel in eine am Boden befindliche Anlage zur Ausbildung von Flugpersonal für den Betrieb von Flugzeugen und Motoren ein gebaut. Die Anlage hat nachgebildete Flugzeugsteue- rungen für Querruder, Höhenruder, Seitenruder und Gasdrossel, die vom Piloten zur Steuerung von Rechenvorrichtungen eingestellt werden, welche be stimmte Flug- und Motorzustände in an sich bekann ter Art darstellen.
Um die Grösse W, nach der obigen Gleichung zu berechnen, sind Einrichtungen zur Erzeugung von Steuergrössen vorgesehen, die die Dichte o der um gebenden Luft und die Dichte der Luft am Motor eingang darstellen, wobei die letztere im folgenden als Motorluftdichte bezeichnet wird. Die Messung von o" erfolgt auf der Ansaugseite des Motors hin ter dem Vergaser vor dem Vorverdichtereinlass. Das System 1 für die Dichte der Umgebungsluft enthält Einrichtungen zur Erzeugung geeigneter Signale, z. B.
ein Servosystem mit einem Servoverstärker 2 zur Be rechnung von o, einen Servomotor 3, der auf das Verstärkerausgangssignal anspricht, und ein Poten- tiometer 4, das einen einstellbaren Schleifkontakt 4' aufweist, der von dem Motor über eine Verbindung 5 betätigt wird. Das Potentiometer 4 wird an seiner oberen Klemme mit einem Wechselstromsignal ge eigneter Richtung -E gespeist und ist an seiner un teren Klemme geerdet, so dass die am Schleifkontakt 4' abgenommene Spannung die Dichte o der Um gebungsluft darstellt.
Das System für die Motorluftdichte 6 enthält einen Servoverstärker 7, der ein Ausgangssignal er zeugt, das der Vergaserlufttemperatur (CAT) ent spricht. Dieses steuert einen Servomotor 8 und den Schleifkontakt 9' eines Potentiometers 9.
Dieses Po tentiometer ist an seiner oberen Klemme über einen Widerstand 10 geerdet und wird an seiner unteren Klemme mit einem Wechselstromsignal über eine Lei tung 11 vom Ausgang eines Verstärkers 12 gespeist, der den Vergaserauslassdruck (CLDP) ermittelt. Der Ausgang dieses Verstärkers ist an die Primärwick lung 13 eines Transformators 14 angeschlossen, der eine mehrfache Sekundärwicklung 15 aufweist, die mit einer Klemme 16 der Leitung 11 verbunden ist, um dem Potentiometer 9 ein Signal der richtigen Iichtung zuzuführen.
Da der Vergaserauslassdruck auf der Luftansaugseite des Motors zwischen der Drossel und dem Einlass zu dem inneren Vorverdich- ter gemessen wird und da die Temperatur der Motor luft sich in der Einlassleitung von dem Vergaser zu dem Vorverdichtereinlass nicht wesentlich ändert, kann die Dichte ,n, der Motoransaugluft durch Kom bination der Steuergrössen CLDP und CAT darge stellt werden.
Die resultierende Grösse o" wird durch die am CA T-Schleifkontakt 9' abgegriffene Spannung dargestellt.
Die verschiedenen Rechenschaltungen zur Erzeu gung der Steuergrössen, welche die Werte o, CLDP und CAT darstellen, werden hier nicht ausführlich be- schrieben, da sie nicht an sich neu sind und keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden.
Das Signal OE des Potentiometers 9 wird mit einer Konstanten K1 kombiniert, wie dies in der obigen Gleichung angedeutet ist, indem ein Summie- rungsverstärker 17 benutzt wird, an dessen Ausgang die Primärwicklung 18 eines Transformators 19 an geschlossen ist, der eine mehrfache Sekundärwick lung 20 aufweist.
Das resultierende Signal o,h wird mit der richtigen Phasenlage an der Klemme 21 der Sekundärwicklung abgenommen und über eine Lei tung 22 zur Speisung einer Anzahl von Motordreh- zahlfunktionspotentiometern eines Drehzahlservo- systems 25 in der weiter unten beschriebenen Weise benutzt.
Die Konstante KI, die mit dem Signal oj; kombiniert wird, wird durch ein konstantes Wechsol- stromsignal dargestellt, welches je nach dem Zu stand des Vorverdichters abwechselnd von einer Span nungsquelle Ei oder E." über einen Kontakt 26 eines Vorverdichtersteuerrelais und eine Leitung 27 einem Eingangswiderstand 28 zugeführt wird, der an die Eingangsklemme 29 des oEh-Verstärkers ange schlossen ist.
Das o"-Signal wird ebenso einem Eingangswiderstand 30 zugeführt, der mit dem Verstärkereingang 31 verbunden ist und die Wech- selstromsignale an den Klemmen 29 und 31 werden in an sich bekannter Weise im Verstärker algebraisch addiert.
Der Schalter 26 des Vorverdichtersteuerrelais wird von dem Relais 32 für hohe Vorverdichtung ge steuert, welches den Schalter 26 so einstellt, dass er entweder niedrige oder hohe Vorverdichtung dar stellt und hierdurch die Konstante K, je nach dem Zustand des Vorverdichters ändert.
Das Schliessen eines Vorverdichtersteuerschalters 33 durch den Flugingenieur zur Darstellung der hohen Vorverdich- tung bewirkt die Erregung der Wicklung 32 über eine Stromquelle 34, so dass der K-Schalter 26 in die Lage hohe Vorverdichtung gebracht wird, wo er mit einer konstanten Spannungsquelle E, in Verbindung steht. Die Abschaltung der Relaiswick lung durch Öffnung des Schalters 33 zur Darstellung der niedrigen Vorverd'ichtung bewirkt, dass der K- Schalter 26 auf eine konstante Spannungsquelle El geschaltet wird.
Der Wert oEh wird daher durch die hohe oder niedrige Vorverdichtung beeinflusst.
Um eine dynamische Charakteristik in den o%h- Rechner einzuführen, wird ein Signal, das eine Funktion der Motordrehzahl, und zwar insbesondere der Änderung der Drehzahl darstellt, der Eingangs klemme 24 zugeleitet. Diese Signalspannung wird von dem Servosystem abgeleitet und bildet die rpm-Rück- kopplungssteuerspannung, wie dies noch weiter unten beschrieben wird. Beim Betrieb arbeitet das r.pm-Rückkopplungssignal als Dämpfung und stellt die Trägheit der Motorteile dar, durch die der Be trieb des Vorverdichters usw. und dadurch der Mo torluftdichte in einem gegebenen Zeitpunkt beeinflusst wird.
Das 2.Eh-Signal wird mit einer passenden<I>rpm-</I> Steuergrösse kombiniert, um die betreffenden Motor zustände mit Hilfe verschiedener Funktionspotentio- meter <I>A, B,</I> C bzw. Al, Bi und Cl zu berechnen, die zu dem oben erwähnten rpm-Servosystem 25 gehören.
Die kombinierten QQEn- und rpm-Funk- tionssignale der betreffenden Potentiometer A, B, C oder Ap BI und Cl werden über zugehörige Schalter 35, 36 und 37 des Vorverdichtersteuerrelais einem W,.-System 38 sowie einem BHP-Rechen- system 39 und einem MAP-Rechensystem 40 zuge führt.
Die Funktionspotentiometer <I>A, B</I> und C sind so ausgebildet, dass sie dem Wert der Konstanten KZ in der entsprechenden We, BHP- oder MAP-Glei- chung für niedrige Vorverdichtung entsprechen und die Potentiometer Al' Bi und Cl sind so ausgebildet, dass sie dem Wert von K2 für hohe Vorverdichtung entsprechen.
Die Berechnung von W" ist insbesondere in erster Linie durch ein Signal bestimmt, das ent weder vom Potentiometer A oder Al abgeleitet wird und über eine Leitung 41 oder eine Leitung 42 von dem betreffenden Potentiometer dem Relaiskon takt a oder al zugeführt wird. Der Schalter 35 wählt das der hohen oder niedrigen Vorverdichtung ent sprechende Signal aus, welches über eine Leitung 43 einem Eingangswiderstand am Eingang 44 des W, - Servoverstärkers 45 zugeführt wird.
Die Ermittlung von BHP wird teilweise durch ein Signal gesteuert, das entweder von dem Potentiometer B oder B, abgegriffen und über eine Leitung 46 oder eine Leitung 47 von dem betreffenden Potentiometer einem Relaiskontakt b oder bi zugeführt wird. Der Schalter 36 wählt das Signal entsprechend der hohen oder niedrigen Vorverdichtung aus, so dass es über eine Leitung 48 einem Eingangswiderstand zuge führt wird, der mit der Eingangsklemme 49 des BHP-Summenverstärkers 50 verbunden ist.
Zur Berechnung von MAP wird ein Signal be nutzt, das von einem der Potentiometer C oder C1 abgeleitet und über eine Leitung 51 oder 52 von dem betreffenden Potentiometer einem Relaiskontakt c oder cl zugeführt wird. Der Schalter 37 wählt das Signal für die hohe oder niedrige Vorverdichtung aus. Das Signal wird über eine Leitung 53 einem Eingangswiderstand zugeführt, der an eine Ein gangsklemme 54 des MAP-Servoverstärkers 55 an geschlossen ist.
Der Rest der oben erwähnten Gleichung für W, bezieht sich auf die Dichte o der Umgebungsluft. Dieser Faktor wird den erwähnten Recheneinrich tungen über ein Signal zugeführt, das von dem O System 1 abgeleitet ist. Für die Berechnung von W" wird das EJ-Signal vom Schleifkontakt 4' über eine Leitung 56 dem Eingangswiderstand zugeführt, der an eine Eingangsklemme 57 des W,-Servoverstärkers 45 angeschlossen ist.
Zur Berechnung von BHP wird das gleiche Signal über Leitungen 56 und 58 einem Eingangswiderstand zugeleitet, der an eine Eingangs klemme 59 des BHP-Summierungsverstärkers 50 an geschlossen ist. Das 2-Signal vom Schleifkontakt 4' wird ferner mit Funktionen der Drosselstellung und der Motordrehzahl zur Berechnung vom MAP kom biniert. Zu diesem Zweck wird das Signal vom Schleifkontakt 4' über eine Leitung 60 der unteren Klemme eines Potentiometers 61 zugeführt, dessen Schleifkontakt 61' durch die Nachbildung eines Gas hebels 62 eingestellt werden kann.
Das Potentiometer ist an seiner oberen Klemme (Drossel offen) geerdet, und die abgeleitete Spannung am Schleifkontakt 61' wird über eine Leitung 63 einem Potentiometer 64 des rpm-Systems zugeführt. Die am Schleifkontakt 64' abgeleitete Spannung wird über eine Leitung 65 dem Eingangswiderstand zugeführt, der an eine Ein gangsklemme 66 des MAP-Servoverstärkers 55 an geschlossen ist.
Wenn es sich bei dem Motor um einen sogenann ten Turbo-Compound-Motor handelt, bei dem Lei stung aus den Abgasen des Motors gewonnen und auf die Kurbelwelle des Motors übertragen wird, kann die mit der MAP-Eingangsklemme 66 verbundene Schal tung dazu benutzt werden, um eine wirklichkeits- getreuere Nachahmung der Grösse MAP <I>zu</I> erzielen. Wie oben erwähnt, stellt das Signal eine kombinierte Funktion von o, der Drosselstellung und der Motor drehzahl dar.
Bei dem Turbo-Compound-Motor ändert sich MAP nicht linear mit o, wie in der Grund gleichung angedeutet, und zwar insbesondere für Drosselzwischenstellungen, so dass für diesen Fall das Drosselfunktionspotentiometer 61 und das Drehzahl- funktionspotentiometer 64 entsprechend ausgebildet werden.
Die Berechnung von rpm, welche die Stellung des rpm-Servosystems 25 bestimmt, wird nicht aus führlich beschrieben, da sie nicht mehr neu ist. Es möge genügen, darauf hinzuweisen, dass das Signal zur Speisung der Klemme 23 des Eingangswider- standes, der an die Eingangsklemme 67 des rpm-" Servoverstärkers 68 angeschlossen ist, einem Signal entspricht, das eine Funktion der Grösse BHP und der Propellerbelastung darstellt.
Die Beschreibung des rpm-Servogeräts 25 dürfte ferner genügen, um die verschiedenen Servosysteme der Anlage zu erläu tern, da diese bezüglich der Arbeitsweise im wesent lichen übereinstimmen.
Das rpm-System, welches ein sich selbst einstellendes Integriersystem ist, ent hält den Servoverstärker 68, der mit der ermittelten rpm-Signalspannung gespeist wird, einen Motor 70, der an den Verstärkerausgang angeschlossen ist und einen Rückkopplungsgenerator 71 sowie eine An zahl von Potentiametern antreibt, die über ein Untersetzungsgetriebe 72 mit dem Motor-Generator verbunden sind.
Zur Vereinfachung der Darstellung ist nur der Potentiometerwiderstand 73 zur Selbst einstellung des Servosystems als mit Draht bewickelt dargestellt; es ist klar, dass auch die anderen Poten- tiometerwiderstände in entsprechender Weise be wickelt sind. Der Servoverstärker 68 ist ein Sum- mierverstärker, der die Resultierende von Eingangs wechselspannungen ermittelt; zur Berechnung sind ferner geeignete Anpassungswiderstände in den Ver- stärkereingangskreisen vorgesehen.
Verstärker dieser Art sind an sich bekannt und dienen zur algebraischen Addition einer Anzahl von einzelnen Wechselspannungen veränderlicher Grösse und Polarität, so dass eine ausführliche Beschreibung nicht notwendig erscheint.
Der Teil der Servosysteme, der den Motorgene rator oder nur einen Motor enthält, ist in anderen Teilen der Schaltung lediglich mit M bezeichnet. Der Motor 70 ist ein Zweiphasenmotor mit einer Steuer phasenwicklung 74, die von dem Servoverstärker in der dargestellten Weise gespeist wird, und mit einer zweiten Phasenwicklung 75, der eine konstante Be zugswechselspannung e, unter 90 Phasenverschie bung gegenüber der Steuerspannung, zugeführt wird. Die Arbeitsweise eines solchen Motors ist an sich bekannt.
Er läuft in der einen Richtung um, wenn die Steuer- und Bezugsspannungen in den betreffen den Wicklungen den gleichen Augenblickswert der Polarität aufweisen und in der umgekehrten Rich tung, wenn der Augenblickswert der Polarität der Steuerspannung derjenigen der Bezugsspannung ent gegengesetzt ist. wobei die Drehzahlgeschwindigkeit in beiden Fällen von der Grösse der Steuerspannung abhängt. Die Schaltung der Motoren ist im Interesse der Klarheit in vereinfachter Form dargestellt, und es ist ersichtlich, dass bekannte Schaltungen zur Ver besserung der Motoreigenschaften, z. B. zur Erzielung eines schnellen Ansprechens usw., benutzt werden können.
Der Motor treibt einen Zweiphasen-Rückkopp- lungsgenerator 71, der ebenfalls eine Bezugsphasen wicklung 76 aufweist, die mit einer um 90 ver schobenen Bezugsspannung e@ gespeist wird, während die zweite Phasenwicklung 77 eine Geschwindig- keitsrückkopplungsspannung Efu zur Drehzahlsteue rung erzeugt. Der Motor dient auch dazu, um über ein Getriebe 72 und geeignete mechanische Verbin dungen, die durch die gestrichelten Linien 78 ange deutet sind, ein oder mehrere Potentiometer und Anzeigegeräte anzutreiben.
Im vorliegenden Fall wer den die Potentiometer 73,<I>A, B, C,</I> A1, B1, C1 und 64 sowie ein Anzeigegerät 79 von dem Motor angetrie ben, wobei das Gerät 79 die Drehzahl rpm anzeigt.
Die einzelnen Potentiometer-Widerstände, z. B. der Widerstand 73, können in an sich bekannter Weise auf Spulenträgern aufgewickelt sein und sind entweder kreisförmig oder bandförmig ausgebildet, wobei in der Darstellung zur Vereinfachung eine ebene Ausbildung angedeutet ist. Eine Betätigung des Servomotors 70 in der einen Richtung bewirkt, dass der Potentiometer-Schleifkontakt 73' in eine entsprechende Winkelstellung'auf dem Widerstands körper bewegt wird, um eine Spannung abzuleiten, das heisst abzugreifen, die der Stellung des Schleif kontaktes entspricht.
Jedes Potentiometer der Servosysteme ist so geformt oder hat einen solchen Umriss, dass der Wert der abgeleiteten Spannung am Schleifkontakt eine gewünschte Beziehung zu der Winkelstellung des Kontaktes aufweist, die von der besonderen Funk- tion des Potentiometers abhängt. Den Klemmen der Potentiometer wird eine Spannung zugeführt, die bezüglich des Augenblickswertes der Polarität und der Grösse von der Aufgabe des betreffenden Poten- tiometers abhängt.
Der Umriss aller Funktionspoten- tiometer stellt die Ableitung der betreffenden Funk tion dar, und obwohl hierbei mathematische Bezie hungen berücksichtigt werden müssen, sind die Poten- tiometerwiderstände zur Vereinfachung alle gleich dargestellt. Der Umriss oder die Breitenänderung und daher die Widerstandsverteilung eines Potentiometers ist proportional der Ableitung der Funktion der Kenn grösse, die nachgebildet werden soll, und zwar mit Bezug auf die Variable, die durch die Einstellung des Potentiometers gegeben ist.
Die Breite des Wider standkörpers in einer gegebenen Kontaktstellung wird daher durch den linearen oder nicht linearen Charak ter der Funktion bestimmt. Die rpm-Servowider- stände dienen zur Ableitung von Signalen, die bei der Berechnung der Grössen<I>W,"</I> BHP und MAP be nutzt werden.
Das vollständige W"-System 38 enthält den oben. erwähnten Servoverstärker 45, einen Servomotor 80 und ein Ansprechpotentiometer 81, um am Schleif kontakt 81' das W,-Signal zu erzeugen, welches über eine Leitung 82 dem Bemessungs- oder Anpassungs widerstand zugeführt wird, der an die Eingangs klemme 83 des Verstärkers angeschlossen ist.
Zur Korrektur bei hoher oder niedriger Vorverdichtung wird ein K-Signal von dem Relaisschalter 26 über die Leitungen 84 und 85 dem Eingangswiderstand an der Klemme 86 des Verstärkers 45 zugeführt. Die addierten Signale erzeugen eine resultierende Steuer grösse W, nach der obigen Gleichung.
Um das Gewicht des Motorkraftstoffes oder den Kraftstoffdurchsatz (FF) zu ermitteln, wird das<I>W, -</I> Signal vom Schleifkontakt 81' über die Leitung 87 einem Potentiometer 88 eines (FA)-Kraftstoff-Luft- Verhältnissystems 90 zugeführt. Das F,IA-System ent hält einen Servoverstärker 91 und einen Servo motor 92 zur Steuerung der Potentiometer 93 und 88. Die am Schleifkontakt 88' des Potentiometers 88 abgeleitete Spannung kann das Gewicht des Kraft stoffes darstellen, da die Motorluft eliminiert ist.
Das Signal wird über eine Leitung 94 der Eingangs klemme 95 eines FF-Servoverstärkers 96 zugeführt, dessen Ausgangsspannung einen Motor 97, ein Po tentiometer 98 und einen Kraftstoffdurchsatzanzeiger 99 steuert.
Das vollständige Rechensystem für die Grösse BHP erhält ausser den Funktionssignalen für die Dichte und die Drehzahl an den Klemmen 49 und 59 ein K-Signal von dem Relaisschalter 26 über die Leitung 84 an dem Eingangswiderstand, der an die Eingangsklemme 100 des Verstärkers 50 angeschlos sen ist, sowie ein Signal von dem FIA-System, welches eine Funktion der Grössen BHP und F/A darstellt.
Die BHP-Funktion wird von einem BHP-Transfor- mator 101 abgeleitet, dessen Primärwicklung von der Ausgangsspannung des Verstärkers 50 gespeist wird; die mehrfache Sekundärwicklung desselben erzeugt an der Klemme 102 ein Signal geeigneter Richtung, welches über eine Leitung 103 dem FIA-Funktions- potentiometer 93 zugeführt wird.
Dieses Potentio- meter, welches an seinen beiden gegenüberliegenden Klemmen mit dem BHP-Signal gespeist wird und in der Mitte geerdet ist, ist so ausgebildet, dass die am Schleifkontakt 93' abgeleitete Spannung die ge wünschte Funktion der Grössen BHP und F/A dar stellt. Dieses Signal wird über eine Leitung 104 dem Eingangswiderstand zugeführt, der an eine Eingangs klemme 105 des BHP-Verstärkers 50 angeschlossen ist.
Eine typische Anordnung zur Einführung eines Korrekturfaktors ist in der Schaltung zwischen dem BHP- und dem F?A-System dargestellt und enthält das FA-Potentiometer 93. Hier wird das BHP-Signal entsprechend einer Änderung der Grösse FIA ver ändert und dem BHP-Verstärker an der Klemme 105 wieder zugeführt. Dieses Korrekturverfahren kann im Bedarfsfall auch bei anderen Systemen angewendet werden.
Das BHP-Signal an der Klemme 102 wird nor malerweise auch benutzt, um eine Eingangsklemme 106 eines Servoverstärkers 107 eines BMEP-Systems 108 zu speisen. Dieses System enthält ein Potentio- meter 109, welches von einem rpna-Signal über eine Leitung 110 von dem Schleifkontakt 73' des rpm- Potentiometers 73 gespeist wird. Die resultierende abgeleitete Spannung am PMEP-Schleifkontakt 109' wird der Eingangsklemme 111 des Verstärkers 107 zugeführt,
so dass das resultierende Verstärkeraus- gangssignal die Grösse BMEP darstellt. Das Servo- system steuert auch ein BMEP-Anzeigegerät 112 wie im wirklichen Fall.
Zur getreueren Nachbildung wird das BHP-Signal an der Ausgangsklemme 102 von den BMEP- und FFA-Systemen abgeschaltet, wenn der Motor abge schaltet ist, das heisst keine Verbrennung stattfindet. Wenn der Motor z. B. vom Fahrtwind angetrieben wird, während er abgeschaltet ist, findet keine BMEP- Anzeige statt, obgleich natürlich die Grössen MAP und W, angezeigt werden.
Um. dies nachzuahmen, kann ein Schalter 120 durch ein Motorabschaltrelais 121 gesteuert werden und die Verbindung zwischen der Klemme 102 und der Leitung 103 unterbrechen, wenn der Motor abgeschaltet ist, und um diese Verbindung wieder herzustellen, wenn der Motor eingeschaltet wird. Die Grundvoraussetzungen für den Betrieb < ;Motor eingeschaltet sind: 1. dass die Drehzahl grö sser als Null ist, 2. dass F/A einen vorbestimmten Wert, z. B. 0,045, überschreitet und 3. d'ass die Zün dung eingeschaltet ist.
Die Steuerung des Relais 121 kann daher durch Schliessung des Kreises der Relaiswicklung nach Erde durch einen Zündschalter 122, einen F/A-Schalter 123, der von dem F/A- Servosystem durch eine Nockenscheibe 124 über eine Verbindung 125 betätigt wird, und einen rpm-Schalter 126, der von dem rpm-Servomotor über eine Nok- kenscheibe 127 und eine Verbindung 78 betätigt wird sowie eine Leitung 128 erfolgen. Die andere Klemme ist an eine Spannungsquelle Ed, angeschlossen.
Wenn der Zündschalter eingeschaltet ist und <I>die</I> FIA- und rpm-Schalter geschlossen sind, um den eingeschalteten Zustand des. Motors zu kennzeichnen, wird das Re lais 121 erregt und. der Schalter 120 geschlossen, um die Verbindung zwischen den BHP- und BMEP-Sy- stemen herzustellen.
Das vollständige MAP-System erhält ausser den Dichte- und Drehzahifunktionssignalen an den Ein- gangsklemmen 66 und 54 ein K-Signal über die Leitung 84 und eine Leitung 113 von dem Relais schalter 26 an dem Eingangswiderstand, der an die MAP-Eingangsklemme 114 angeschlossen ist, sowie ein MAP=Ansprechsignal von einem Potentiometer 115 an einer Eingangsklemme 116.
Das MAP-Servo- system steuert auch ein MAP-Anzeigegerät 117 wie in der Praxis.
Es ist daher ersichtlich, dass die Nachbildung der kritischen Bedingungen des Motors einschliesslich des Motorluftdurchsatzes, der Grösse MAP und der Mo torleistung nicht nur die Änderungen der nachgebil deten Dichte der Umgebungsluft und der Motorluft, sondern auch die Änderungen der Motoreigenschaf ten bei hoher oder niedriger Vorverdichtung in Be tracht zieht.
Diese Nachbildung wird mit einem Minimum an Zeitaufwand und Servoausrüstung er reicht, so dass die vollständige Anlage nicht nur genauer und betriebssicherer arbeitet, sondern auch weniger teuer ist.
Zwecks Vereinfachung der Darstellung sind nur eine kleine Anzahl von Vorverdichter-Relaisschaltern dargestellt, das heisst ein einziger Schalter 26 zur Auswahl des K-Signals (Ei oder E2) für die qEIc,-, MAP-, We und BHP-Systeme. Es ist klar, dass der Richtungssinn der Konstanten K sich nicht nur in den Gleichungen für jeden Motor, sondern auch für ver schiedene Motoren ändern kann,
so dass im Bedarfs fall ein getrennter Relaisschalter zur Auswahl der Signalspannungen geeigneter Polarität oder Richtung für die betreffenden Rechensysteme verwendet werden kann. Eine einzige Signalquelle für jedes Vorverdichterverhältnis kann für die K-Signale der gleichen Richtung benutzt werden, da die Eingangs widerstände der Rechensysteme für die Grösse der Eingangssignale massgebend sind.
Die Darstellung ist ferner durch Fortlassung von Sekundärkreisen vereinfacht, wie z. B. von Schaltun gen, die in an sich bekannter Weise von dem Lehrer gesteuert werden, um Störungen nachzubilden, indem z. B. die Arbeitsweise der Systeme, welche die kriti schen Motorzustände darstellen, beeinflusst oder ge stört wird. Der Lehrer kann z. B.
Signale einführen, die die We, rpm- und F/A-Systeme beeinflussen, um verschiedene Betriebsunregelmässigkeiten und Störun gen nachzuahmen. Er kann auch derartige Signale in das QEx-System einführen, um unerwartete Anderun- gen der Motorluftdichte nachzuahmen und dadurch neue MAP-Anzeigen usw. zu bewirken.
Die zur Vereinfachung alle gleich dargestellten Potentiometer brauchen nicht gleichförmig bewickelt zu sein und können entsprechend geformte Umrisse aufweisen und veränderliche Widerstandscharakteristi ken haben, um den speziellen Funktionen oder Motor eigenschaften angepasst zu werden.
Die Steuerspannungen zum Betrieb des beschrie benen Übungsgerätes sind mit Ausnahme der beson ders bezeichneten Fälle Wechselspannungen. Der Augenblickswert der Polarität der Signalspannung be zieht sich an den angegebenen Stellen auf die Phasen beziehung gegenüber einer Bezugswechselspannung. Es sei jedoch bemerkt, dass die Erfindung nicht auf Wechselspannungen und entsprechende Geräte beschränkt ist und dass auch Systeme mit Gleichspan nung verwendet werden können.