SU920774A1

SU920774A1 - Device for simulating internal combustion engines

Info

Publication number: SU920774A1
Application number: SU802877768A
Authority: SU
Inventors: Андрей Андреевич Бельке
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6284
Priority date: 1980-02-01
Filing date: 1980-02-01
Publication date: 1982-04-15

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в тренажерах для обучения водителей транспортных средств и в исследовательских стендах.The invention relates to computer technology and can find application in simulators for training vehicle drivers and in research stands.

Известно устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее регулятор подачи топлива, интегратор, сумматор, инверторы, источник входного сигнала, источник опорного напряжения, реле, управляемый делитель напряжения, блоки нелинейности, инерционный блок и блоки сравнения [1].A device for simulating an internal combustion engine containing a fuel supply regulator, an integrator, an adder, inverters, an input signal source, a reference voltage source, a relay, a controlled voltage divider, non-linearity blocks, an inertial block and comparison blocks [1].

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет моделировать тормозные и пусковые характеристики двигателя. Если применить это устройство в тренажерах для подготовки водителей наземных транспортных средств, то из процесса обучения будет исключено формирование навыка торможения транспортного средства двигателем, последнее, особенно для • быстроходных гусеничных машин, двигающихся по пересеченной местности, является основным видом торможения и запуска двигателя. Кроме того, извест ное устройство имеет довольно сложную конструкцию и большое количество электромеханических элементов (реле), снижающих общую надежность устройства.The disadvantage of this device is that it does not allow to simulate the braking and starting characteristics of the engine. If this device is used in simulators for training drivers of ground vehicles, then the formation of the ability to brake a vehicle with an engine will be excluded from the training process, the latter, especially for • high-speed tracked vehicles moving over rough terrain, is the main type of engine braking and starting. In addition, the known device has a rather complicated design and a large number of electromechanical elements (relays), which reduce the overall reliability of the device.

_10> Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик температуры масла, сумматор, бло_<s ки сравнения, интегратор и блоки нелинейности [2]. _10> The closest to the offered technical solution for a device for modeling the internal combustion engine, comprising an oil temperature sensor, an adder, blo _<s ki comparison, and an integrator blocks nonlinearity [2].

Недостатком этого устрбйства является отсутствие возможности моделирования тормозных и регуляторных ха20 рактеристик двигателя.The disadvantage of this device is the inability to simulate the braking and regulatory characteristics of the engine.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет воспроизведения тормозных и регуляторных характеристик двигателя.The purpose of the invention is the expansion of functionality by reproducing the inhibitory and regulatory characteristics of the engine.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик температуры масла, выход которого соединен с первым вхо- ₅дом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу источника постоянного напряжения, а выход первого сумматора соединен с первым входом блока сравнения, выход которо- ю го через выпрямительный элемент соединен с первым входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения и с первым входом первого блока нелинейности, вы- <5 ход которого соединен с вторым входом интегратора, а также второй блок нелинейности, выход которого через уси литель соединен с вторым входом первого блока нелинейности, дополнитесь- _мно введены регулятор подачи топлива, управляемый делитель напряжения, второй сумматор и блок задания внешнего момента, причем регулятор подачи топлива механически связан с управляв- ₂₅мым делителем напряжения, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, а выход сумматора соединен с входом второго блока нелинейности, блок задания внешнего момента соединен с третьим входом интегратора, один вывод управляемого делителя напряжения подключен к выходу источника постоянного напряжения, другой вывод управляемого делителя напряжения соединен с шиной нулевого потенциала.The goal is achieved in that the device for simulating the internal combustion engine, comprising an oil temperature sensor, whose output is connected to a first vho- ₅ house the first adder, a second input connected to the output of a DC voltage source, and the output of the first adder is connected to a first input of block comparison, the output of which through the rectifier element is connected to the first input of the integrator, the output of which is connected to the second input of the comparison unit and to the first input of the first non-linearity block, output <5 torogo connected to the second input of the integrator, and a second nonlinearity block, the output of which is connected through Wuxi divisor to a second input of the first block of the nonlinearity, but _m dopolnites- introduced fuel controller controlled voltage divider, the second adder and the time the external setting unit, wherein the supply regulator mechanically linked to the fuel upravlyav- by direct voltage divider ₂₅ whose output is connected to a first input of the second adder, the second input of which is connected to the output of the integrator and the output of the adder is connected to the input of the second th nonlinearity block external torque setting unit is connected to the third input of the integrator, one terminal managed voltage divider is connected to the output of a DC voltage source, the other terminal of the driving voltage divider is connected to zero potential bus.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 поле рабочих характеристик двигателя.In FIG. 1 shows a block diagram of a device; in FIG. 2 engine performance field.

Устройство содержит регулятор 1 подачи топлива, управляемый делитель 2 напряжения, первый сумматор 3, первый блок 4 нелинейности, усилитель 5, блок 6 задания внешнего момента, интегратор 7, второй блок 8 нелинейности, выпрямительный эле- . мент 9, датчик 10 температуры масла, источник 11 постоянного напряжения, второй сумматор 12, блок 13 сравнения.The device comprises a fuel supply regulator 1, a controlled voltage divider 2, a first adder 3, a first nonlinearity unit 4, an amplifier 5, an external torque setting unit 6, an integrator 7, a second nonlinearity unit 8, a rectifier. cop 9, oil temperature sensor 10, constant voltage source 11, second adder 12, comparison unit 13.

Устройство работает следующим образом.*The device operates as follows. *

Основное уравнение, на котором основана работа модели, имеет вид ~~ = М( ω,φ- Мс, где П — момент инерции, приведенный к валу двигателя;The basic equation on which the model is based has the form ~~ = M (ω, φ-Ms, where P is the moment of inertia reduced to the motor shaft;

ш — угловая скорбеть вращения вала двигателя; крутящий момент двигателя зависящий от угловой скорости вала двигателя и количества топлива;w - angular grief of rotation of the motor shaft; engine torque depending on the angular speed of the engine shaft and the amount of fuel;

М_с — момент сопротивления вращению.M _s - moment of resistance to rotation.

Указанное уравнение решается с помощью интегратора 7, входной величиной которого является напряжение, снимаемое с блока 6 задания внешнего момента (при запуске оно пропорционально моменту стартера, при работе под нагрузкой - моменту сопротивления) .The indicated equation is solved with the help of an integrator 7, the input value of which is the voltage taken from the external moment setting unit 6 (when starting it is proportional to the starter moment, when working under load - to the resistance moment).

Зависимость М(ю_|<^) формируется с помощью первого блока 4 нелинейности, на первый вход которого подается напряжение с интегратора 7, пропорциональное оборотам двигателя, а на другой - напряжение, зависящее от подачи топлива.The dependence M (ω _| <^) is formed using the first non-linearity unit 4, the first input of which is supplied with voltage from the integrator 7, which is proportional to the engine speed, and the other, the voltage, depending on the fuel supply.

При отсутствии напряжения на входе интегратора 7 на выходе блока 13 сравнения имеется напряжение, пропорциональное статическому моменту сопротивления. Величина этого напряжения зависит от напряжения, пропорционального температуре масла, снимаемого с датчика ТО температуры масла. Запуск двигателя осуществляется напряжением, пропорциональным крутящему моменту стартера . Если lU_Me_Tl > 1 Upl, то на выходе интегратора 7 напряжение начинает увеличиваться, .при этом напряжение, пропорциональное крутящему моменту,на выходе первого блока 4 нелинейности, изменяется по внешней характеристике (см. фиг. 2).In the absence of voltage at the input of the integrator 7 at the output of the comparison unit 13 there is a voltage proportional to the static moment of resistance. The magnitude of this voltage depends on the voltage proportional to the oil temperature taken from the oil temperature sensor. The engine is started by a voltage proportional to the torque of the starter. If lU _M e _T l> 1 Upl, then the voltage at the output of the integrator 7 starts to increase, while the voltage proportional to the torque at the output of the first non-linearity unit 4 changes in terms of the external characteristic (see Fig. 2).

Когда становится больше напряжения, пропорционального минимально устойчивым оборотам двигателя, напряжение на выходе блока сравнения 13 изменяет свою полярность, и выпрямительный элемент 9 не пропускает его на вход интегратора 7. Следовательно, действие момента статического сопротивления двигателя становится равно нулю, т. е. двигатель запустился. В этом случае напряжение ϋ_Μβτ с блока 6 отключается и увеличение оборотов происходит без воздействия внешних источников. При этом напряжение с выхода первого блока 4 нелинейности,When the voltage becomes proportional to the minimum stable engine speed, the voltage at the output of the comparison unit 13 changes its polarity, and the rectifier element 9 does not pass it to the input of the integrator 7. Therefore, the action of the moment of static resistance of the engine becomes zero, i.e., the engine starts . In this case, the voltage ϋ _Μβτ from block 6 is turned off and the increase in speed occurs without external sources. In this case, the voltage from the output of the first block 4 of nonlinearity,

продолжает изменяться по внешней характеристике.continues to vary in appearance.

Работа по внешней характеристике определяется тем, что на второй вход первого блока 4 нелинейности подается 5 максимальное положительное напряжение, определяемое напряжением со второго блока 8 нелинейности. Когда напряжение с выхода интегратора 7 становится больше напряжения с выхо- 10 да управляемого делителя 2 напряжения, напряжение на выходе второго сумсумматора 12 меняет знак. При этом напряжение на выходе второго блока 8 нелинейности, а следовательно, и на 15 втором входе первого блока 4 нелинейности, начинает резко уменьшаться, что приводит к снижению напряжения U_M на выходе первого блока 4 нелинейности, т. е. формируется регуля- 20 торная характеристика двигателя. Положение регуляторных характеристик двигателя определяется положением управляемого делителя 2 напряжения.The work on the external characteristic is determined by the fact that the maximum positive voltage determined by the voltage from the second non-linearity block 8 is supplied to the second input of the first non-linearity block 4. When the voltage from the output of the integrator 7 becomes greater than the voltage from the output 10 of the controlled voltage divider 2, the voltage at the output of the second adder 12 changes sign. In this case, the voltage at the output of the second non-linearity block 8, and therefore at the 15th second input of the first non-linearity block 4, begins to decrease sharply, which leads to a decrease in the voltage U _M at the output of the first non-linearity block 4, i.e., a regulator is formed engine characteristic. The position of the regulatory characteristics of the engine is determined by the position of the controlled voltage divider 2.

При отсутствии напряжения 25 пропорционального моменту сопротивления М_с с блока 6, значение напряжения равно нулю. Рабочая точка, определяемая координатами крутящего момента и оборотов (л), находится на оси зд оборотов, например, в Чочке А. При увеличении рабочая точка находится по регуляторной характеристике т. е. напряжение уменьшается. При дальнейшем увеличении U_wc рабочая точка выходит на внешнюю характеристику, в этом случае напряжение и»р становится меньше напряжения, снимаемого с делителя 2.In the absence of voltage 25 proportional to the moment of resistance M _s from block 6, the voltage value is zero. The operating point, determined by the coordinates of the torque and revolutions (l), is located on the axis of rev rev, for example, in Chochka A. With increasing, the operating point is found in the regulatory characteristic, i.e. the voltage decreases. With a further increase in U _{wc, the} operating point goes to an external characteristic, in this case the voltage and »p becomes less than the voltage removed from the divider 2.

Дальнейшее увеличение и_мспроис- ₄₀ходит по внешней характеристике.Further increase They attribute _ms and ₄₀ goes on the external characteristic.

Ес*ли U_M происходит заглохание по первой части внешней характеристики .If * U _M stalls in the first part of the external characteristic.

Рассмотрим случай формирования ₄₅тормозных характеристик.Consider the case of the formation of ₄₅ braking characteristics.

Допустим, рабочая точка находится на регуляторной характеристике (точка В) . В этом случае напряжение = U^c и const, т. е. имеем установившийся режим работы двигателя. При изменении положения регулятора 1 подачи топлива в сторону уменьшения ‘подачи топлива напряжение с выхода управляемого делителя 2 напряжения $$ становится меньше 1!^, при этом меняется знак на выходе второго сумматора 12, что, в свою очередь, приводит к смене знака и резкому увели чению напряжения на выходе второго блока 8 нелинейности. Последнее через усилитель 5 действует на второй вход первого блока 4 нелинейности и изменяет полярность его выходного напряжения, т. е. рабочая точка переходит по регуляторной характеристике в область тормозных моментов (например, в точку С). В этом случае напряжение 11_м разряжает интегратор 7, что приводит к снижению υ_ω. Это снижение происходит до тех пор, пока Uuj не сравняется с напряжением с выхода управляемого ограничителя 2, т.е. рабочая точка выйдет на новую регуляторную характеристику (точка D).Suppose the operating point is on the regulatory characteristic (point B). In this case, the voltage = U ^ c and const, i.e., we have a steady state operation of the engine. When the position of the fuel supply regulator 1 changes in the direction of decreasing the fuel supply, the voltage from the output of the controlled voltage divider 2 of the voltage $$ becomes less than 1! ^, And the sign at the output of the second adder 12 changes, which, in turn, leads to a change in sign and a sharp increase the voltage at the output of the second block 8 of nonlinearity. The latter through the amplifier 5 acts on the second input of the first non-linearity unit 4 and changes the polarity of its output voltage, i.e., the operating point passes by the regulatory characteristic to the region of braking moments (for example, to point C). In this case, the voltage of 11 _m discharges the integrator 7, which leads to a decrease in υ _ω . This decrease occurs until Uuj is equal to the voltage from the output of controlled limiter 2, i.e. the operating point will reach a new regulatory characteristic (point D).

Таким образом, предложенное устройство позволяет моделировать работу двигателя в тормозном и регуляторном режимах.Thus, the proposed device allows you to simulate the operation of the engine in the brake and regulatory modes.

Claims

1. The author's testimony of the USSR N, cl. G 06 G 7/62, 1976.

2. USSR author's certificate for application number 27 5200 / 18-2,

cl. G 06 G 7/62, 1979 (prototype). FIG. 2. day / /)) iapa / (ff7ff /} ucfnL // raf Peii pmo / ff jk / e xapa / mff / e / c nt / At /