SU758197A1 - Device for simulating piston engine - Google Patents
Device for simulating piston engine Download PDFInfo
- Publication number
- SU758197A1 SU758197A1 SU782611636A SU2611636A SU758197A1 SU 758197 A1 SU758197 A1 SU 758197A1 SU 782611636 A SU782611636 A SU 782611636A SU 2611636 A SU2611636 A SU 2611636A SU 758197 A1 SU758197 A1 SU 758197A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- outputs
- block
- adder
- additional
- Prior art date
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение, например, при настройке, тарировке и поверке устройств, предназначенных для автоматизированного контроля рабочих параметров поршневых двигателей.The invention relates to analog computing and can be used, for example, when setting up, calibrating and calibrating devices intended for automated control of operating parameters of piston engines.
Известно моделирующее устройство, содержащее источник постоянного на- . |θ пряжения, конденсатор переменной емкости с электродвигателем, моделирующий коленчатый вал, конденсатор, моделирующий объем мертвого пространства компрессора, блок задержки, диоды и резисторы [1] . Это устройство неA simulator is known which contains a constant-source source. | θ voltage, variable capacitor with an electric motor, simulating a crankshaft, a capacitor that simulates the amount of dead space of a compressor, a delay unit, diodes and resistors [1]. This device is not
позволяет моделировать одновременно функцию давления и смещения поршня от верхней мертвой точки.allows you to simulate simultaneously the function of pressure and displacement of the piston from the top dead center.
Наиболее близким к изобретению τθχλη ническим решением является устройствоί для моделирования поршневого двигателя, содержащее сумматор, генератор тактовых импульсов,кольцевой распределитель импульсов на η выходов, вход 25 которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, источник опорного напряжения, блок весовых резисторов, соединенный входом с выходом источника опорного напряжения, блокThe closest solution to the invention τθχ λη is a device ί for modeling a piston engine that contains an adder, a clock generator, a ring pulse distributor to η outputs, input 25 of which is connected to the output of the clock generator, a reference voltage source, a block of weight resistors connected by an input with a reference voltage source, block
22
из η ключей, информационные входы которых соединены с выходами блока весовых резисторов, управляющие входы — с соответствующими выходами кольцевого распределителя импульсов, а выходы — с первым входом сумматора [2}. Это устройство позволяет моделировать заданную функцию путем установки выходного напряжения, пропорционального значениям весовой·функции моделируемого объекта, в дискретные равноотстоящие моменты времени. Достигается это путем предварительной установки величины сопротивлений резисторов, задающих весовую часть функции, при подготовке задачи. Однако и это устройство также не позволяет моделировать рабочий процесс в цилиндре поршневого двигателя.from η keys, informational inputs of which are connected to the outputs of the weight resistors unit, control inputs to the corresponding outputs of the ring pulse distributor, and outputs to the first input of the adder [2}. This device allows you to simulate a given function by setting the output voltage, proportional to the values of the weighting function of the simulated object, at discrete equidistant moments of time. This is achieved by pre-setting the resistance values of the resistors that specify the weight part of the function, while preparing the task. However, this device also does not allow to simulate the working process in the cylinder of a piston engine.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения функций давления и смещения поршня в цилиндре поршневого двигателя и регистрации при этом крайних положений поршня.The aim of the invention is to expand the functionality of the device by reproducing the functions of pressure and displacement of the piston in the cylinder of a piston engine and register with the extreme positions of the piston.
Это достигается тем, что устройство для моделирования поршневого двигателя, содержащее сумматор, генера3This is achieved by the fact that a device for simulating a piston engine, containing an adder, gene3
758197758197
4four
тор тактовых импульсов, кольцевой распределитель импульсов на η выходов, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, источник оперного напряжения, блок весовых реэйсторов, Соединенный входом с выходом источника опорного напряжения, блок из п ключей, информационные входы которых соединены с выходами блока весовых резисторов, управляющие входы — с соответствующими выходами кольцевого распределителя импульсов, а выходы - с первым входом сумматора, дополнительно содержит два одновибратора, дополнительный блок весовых резисторов, дополнительный блок из η ключей, управляемый делитель напряжения, дополнительный сумматор, к входам которого подключены соответственно постоянный и переменный масштабные резисторы, вход дополнительного блока весовых резисторов соединен с выходом источника опорного напряжения, а его выходы - с информационными входами дополнительного блока ключей, управляющие входы которого соединены с соответствующими выходами кольцевого распределителя импульсов, выходы'с 1 по η/2-й - со свободным выводом постоянного масштабного резистора, а выходы с п/2+1 по п-й — со свободным выводом переменного масштабного резистора, выход дополнительного сумматора соединен с входом управляемого делителя напряжения, выход которого является выходом моделирования давления в цилиндре поршневого двигателя устройства, η и η/2-й выходы кольцевого распределителя импульсов через первый и второй одновибраторы соединены соответственно с вторым и третьим входами сумматора, выход которого является выходом моделирования смещения поршня устройства.clock pulse, ring pulse distributor to η outputs, the input of which is connected to the output of the clock pulse generator, operative voltage source, weight resistors block, connected to the output of the voltage source, a block of n keys, information inputs of which are connected to the outputs of the weight resistors block , control inputs - with the corresponding outputs of the ring pulse distributor, and outputs - with the first input of the adder, additionally contains two single vibrators, an additional unit of weight resistors, an additional block of η keys, a controlled voltage divider, an additional adder, to the inputs of which constant and variable scale resistors are connected, the input of the additional block of weight resistors is connected to the output of the reference voltage source, and its outputs are connected to the information inputs of the additional key block the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the ring pulse distributor, the outputs' s 1 through η / 2-nd - with the free output of a constant large-scale resistor , and outputs p / 2 + 1 to p-th - with a free output of variable scale resistor, the output of the additional adder is connected to the input of a controlled voltage divider, the output of which is the output of pressure modeling in the cylinder of the piston engine of the device, η and η / 2 the outputs of the ring pulse distributor through the first and second one-shot are connected respectively to the second and third inputs of the adder, the output of which is the output of the simulation of the displacement of the piston of the device.
На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временные диаграммы его работы.Figure 1 shows the functional diagram of the device; figure 2 - timing charts of his work.
Устройство содержит генератор тактовых импульсов 1, кольцевой распределитель импульсов на η выходов 2, сумматор 3, блок ключей 4, дополнительный блок ключей 5, блок 6 весовых резисторов, дополнительный блок 7 весовых резисторов, источник опорного напряжения 8, управляемый делитель напряжения 9, дополнительный сумматорThe device contains a clock pulse generator 1, a ring pulse distributor to η outputs 2, an adder 3, a key block 4, an additional block of keys 5, a block 6 of weight resistors, an additional block 7 of weight resistors, a reference voltage source 8, a controlled voltage divider 9, an additional adder
10, постоянный масштабный резистор10, permanent large-scale resistor
11, переменный масштабный резистор11, variable scale resistor
12, первый и второй одновибраторы 1312, first and second one-shot 13
и 14. and 14.
Устройство работает следующим образом. ·The device works as follows. ·
При исследовании характеристик двигателя или для поддержания его технико-экономических показателей в процессе эксплуатации возникает необходимость в измерении среднего индикаторного давления Р; , индикаторнойIn the study of the characteristics of the engine or to maintain its technical and economic indicators during operation, it becomes necessary to measure the average indicator pressure P; , indicator
мощности Ν,, максимально,ιό давления сгорания Р2 и частоты вращения коленчатого вала η , как основных параметров работы двигателя, наиболее полно отображающих его рабочий процесс.power максимально ,, maximum, ιό combustion pressure Р 2 and crankshaft rotation speed η, as the main parameters of the engine, most fully reflecting its working process.
Для нахождения этих параметров обычно используют следующие зависимости:To find these parameters, the following dependencies are usually used:
р(ψ)ρ(4>)ό φ (1) p (ψ) ρ (4>) ό φ (1)
о (2)about (2)
ν,-α.ρ-и,ν, -α.ρ-and
где Ρ (φ) - текущее значение давления газов в цилиндре двигателя;where Ρ (φ) is the current value of the gas pressure in the engine cylinder;
Агсопь!- коэЛфициент, учитывающий конструктивные особенности двигателяAgsopy! - Coefficient, taking into account the design features of the engine
[и (φ) = &ίη φ +-^-5<η2φ- Функция,[and (φ) = & ίη φ + - ^ - 5 <η2φ- Function,
связывающая смещение поршня от верхней мертвой точки (в.м.т.) с углом поворота коленчатого вала.linking the displacement of the piston from the top dead center (VMt.) with the angle of rotation of the crankshaft.
В зависимости величина ЛDepending the value of L
есть отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.there is a ratio of the radius of the crank to the length of the connecting rod.
Устройства для измерения Р,М; η представляют собой, в основном, электронно-вычислительные блоки, реализующие зависимости (1) и (2) . ИсходнойDevices for measuring P, M; η are mainly electronic computing units that implement dependencies (1) and (2). Original
информацией для них обычно служат сигналы от датчиков давления, устанавливаемых в цилиндрах двигателя, которые отображают Ρ (φ) , и датчика хода поршня, который моделирует функцию ρ (φ) в электрической форме.information for them is usually provided by signals from pressure sensors installed in engine cylinders, which display Ρ (φ), and a piston stroke sensor, which simulates the function ρ (φ) in electrical form.
Чтобы эти устройства действительно отображали реальные значения Р; или других показателей работы двигателя, необходимо их настроить или оттарировать соответствующим образом. Для этого необходимо иметь стандартизированные (нормированные) сигналы, эквивалентные значениям [н ( φ) и Ρ (ψ) ,So that these devices really display the real values of P; or other indicators of the engine, you must adjust or ottarirovat accordingly. For this, it is necessary to have standardized (normalized) signals equivalent to the values of [n (φ) and Ρ (ψ),
для моделирования которых и предназначено предлагаемое устройство, работающее следующим образом.For the simulation of which the proposed device is designed, which operates as follows.
Импульсы генератора 1 с частотой повторения (см.фиг.2а) поступаютThe pulses of the generator 1 with a repetition rate (see Fig.2A) come
на вход распределителя импульсов 2, поочередно распределяющего эти импульсы на управляющие входы блоков ключей 4 и 5, которые под их действием поочередно замыкаются, в результате во время замыкания ключей блоков 4 и 5 напряжение с источника опорного напряжения 8 поступает на выходы моделирования давления и смещения поршня устройства. В одном случае напряжение на выход устройства поступает по цепи: источник напряжения 8 — -блок 7 - ключи блока 5 - резисторы 11 или 12, сумматор 10 - делитель 9 выход устройства по каналу Ρ (φ) , а во втором случае по цепи: источник . напряжения 8 - блок 6 - ключи блока 4 - сумматор 3 - выход устройства по каналу/и (φ) .to the input of the pulse distributor 2, alternately distributing these pulses to the control inputs of the key blocks 4 and 5, which under their action are alternately closed, as a result, during the closure of the keys of blocks 4 and 5, the voltage from the voltage source 8 goes to the outputs of the pressure and piston displacement modeling devices. In one case, the voltage at the device output goes through the circuit: voltage source 8 - -block 7 - keys of block 5 - resistors 11 or 12, adder 10 - divider 9 device output on channel Ρ (φ), and in the second case, on the circuit: source . voltage 8 - block 6 - keys of block 4 - adder 3 - output of the device via channel / and (φ).
5five
758197758197
66
На Фиг.2 в и г показаны моделируемые функции Р(ίο) и р((р) . Период повторения этих функций соответствует одному обороту коленчатого вала, а сами функцйи квантуются через равные углы Дф , определяемые частотой повторения тактовых импульсов ίτ . Величина Дф выбирается из расчета получения требуемой точности моделирования. Рассчитав в соответствии с законом изменения Функции Ρ(ψ) или /и(φ) величину сопротивлений резисторов блоков б и 7 в каждой точке квантования, можно реализовать кусочно — ступенчатую аппроксимацию функции Р{\р)и Ν ίFigure 2 in and d shows the simulated functions P (ίο) and p ((p). The repetition period of these functions corresponds to one revolution of the crankshaft, and the functions themselves are quantized through equal angles Df determined by the repetition rate of clock pulses ί τ . The magnitude of Df is selected on the basis of obtaining the required accuracy of modeling, calculating the resistance value of the resistors of blocks b and 7 at each quantization point in accordance with the law of change of the ψ (ψ) or / and (φ) function, it is possible to realize a piecewise - step approximation of the function P (\ p) and Ν ί
Как видно из фиг.2 г функция Д) (φ! симметрична относительно оси абсцисс, следовательно ее интегральное значение за цикл (360°) равно 0. Отсюда следует, что величина Р согласно выражению (1) определяется значением Р(ψ) , а именно ее симметричностью относительно оси ординат. При равенстве ординат левой и правой половины относительно в.м.т., т.е. линий сжатия и расширения функции Ρ(ψ), среднее индикаторное давление равно 0.As can be seen from figure 2, the function D) (φ! Is symmetric about the abscissa axis, therefore its integral value per cycle (360 °) is 0. It follows that the value of P according to expression (1) is determined by the value of P (), and it is precisely its symmetry about the axis of ordinates.When the left and right half of the ordinates are relative to the ID, ie, the compression and expansion lines of the function Ρ (ψ), the average indicator pressure is 0.
Это соответствует работе двигателя с отключенной подачей топлива. Следовательно, меняя амплитуду линии расширения, можно моделировать работу двигателя, т.е. изменять величину Р(- ,This corresponds to the operation of the engine with the fuel supply turned off. Consequently, by changing the amplitude of the expansion line, it is possible to simulate the operation of the engine, i.e. change the value of P ( -,
N, или Р, . В предлагаемом устройстве это достигается следующим образом. Напряжение источника 8 поступает на вход дополнительного сумматора 10 от н.м.т. до в.м.т. через резистор 11, а от в.м.т. до н.м.т. через резистор 12. Если величины сопротивлений этих резисторов равны,- то входной сигнал линии сжатия и расширения ослабляется в равной степени, т.е.N, or P,. In the proposed device, this is achieved as follows. The voltage source 8 is fed to the input of the additional adder 10 from N. m.t. to v.m. through the resistor 11, and from the v.m. BC Nm. through the resistor 12. If the resistance values of these resistors are equal, then the input signal of the compression and expansion lines is equally attenuated, i.e.
Р.* = рр (см.фиг.2в), что соответствует значению Р) =0. При уменьшении сопротивления резистора 12 умень. шается и ослабление выходного сигнала давления на участке расширения, т.е. от в.м.т. до н.м.т. Таким образом, меняя величину сопротивления резистора 12, можно задавать требуемое значение среднего индикаторного давления Р, . Сигнал, пропорциональный Р (ф) , поступает с выхода дополнительного сумматора 10 на выход через управляемый делитель напряжения 9, с помощью которого, меняя ослабление выходного сигнала, можно изменять амплитуду Р(ф) , моделируя тем'самым, значение Р< или Р, (см.фиг.2в).R. * = p p (see Fig. 2c), which corresponds to the value P) = 0. When reducing the resistance of the resistor 12 decreases. the weakening of the output pressure signal at the expansion section, i.e. from vm BC Nm. Thus, by changing the resistance value of the resistor 12, you can set the desired value of the average indicator pressure P,. The signal proportional to P (f) comes from the output of the additional adder 10 to the output through a controlled voltage divider 9, with which, by changing the attenuation of the output signal, you can change the amplitude P (f), simulating the value of P <or P, (see figure 2c).
Для регистрации крайних положений поршня служат одновибраторы 14 и 13, которые при появлении импульсов на выходе η/2 и η распределителя импульсов 2, формируют короткие, импульсы, поступающие на вход сумматора 3 и регистрирующиеся на выходе моделирования смещения поршня предлагаемогоTo register the extreme positions of the piston, one-shot vibrators 14 and 13 are used, which, when pulses appear at the output η / 2 and η of the pulse distributor 2, form short pulses arriving at the input of the adder 3 and registering at the output of the piston displacement modeling
устройства в виде мгновенных всплесков (см.фиг.2г).devices in the form of instantaneous bursts (smfg.2g).
Таким образом предлагаемое устройство позволяет моделировать периодические сигналы давления Р(ψ] и смещения поршня (к ( ц>) одновременно и синхронно. При этом, изменяя масштаб переменного резистора 12, можно устанавливать необходимую величину р· , изменяя коэффициент передачи делителя 9 - Рс или Р^ , а изменяя частоту) повторения тактовых импульсов ίτ~ частоту повторения функций <и(ф) и Р(ψ) в зависимости от типа моделируемого двигателя.Thus, the proposed device allows to simulate periodic pressure signals P (ψ] and piston displacements (k (c>) simultaneously and synchronously. At the same time, by changing the scale of variable resistor 12, you can set the required value p ·, changing the transfer coefficient of the divider 9 - P with or P ^, and by changing the frequency) of the repetition of clock pulses повтор τ ~ the frequency of repetition of the functions <u (f) and P () depending on the type of engine being modeled.
Предлагаемое моделирующее устройство выгодно отличается от прототипа, поскольку оно позволяет одновременно генерировать сигналы давления и смещения поршня при их заранее известном законе изменения, что позволяет моделировать реальные сигналы индикаторного процесса поршневых машин и использовать их в качестве эталонов при настройке приборов для измерения рабочего процесса в цилиндре двигателя.The proposed simulator favorably differs from the prototype, because it allows you to simultaneously generate pressure signals and piston displacements with their previously known law of change, which allows you to simulate real signals from the indicator process of piston machines and use them as standards when setting up instruments for measuring workflow in an engine .
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782611636A SU758197A1 (en) | 1978-05-04 | 1978-05-04 | Device for simulating piston engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782611636A SU758197A1 (en) | 1978-05-04 | 1978-05-04 | Device for simulating piston engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU758197A1 true SU758197A1 (en) | 1980-08-23 |
Family
ID=20762877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782611636A SU758197A1 (en) | 1978-05-04 | 1978-05-04 | Device for simulating piston engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU758197A1 (en) |
-
1978
- 1978-05-04 SU SU782611636A patent/SU758197A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rizzoni | Estimate of indicated torque from crankshaft speed fluctuations: A model for the dynamics of the IC engine | |
US4111041A (en) | Indicated mean-effective pressure instrument | |
SU758197A1 (en) | Device for simulating piston engine | |
US3899664A (en) | Apparatus for determining the course of stroke, speed, and acceleration on a cam profile | |
Tsuchiya et al. | A calculation method for indicated mean effective pressure based on harmonic analysis of pressure waveform | |
US3456499A (en) | Engine analyzer | |
US3753108A (en) | Means and method for numerically displaying the timing of ignition or other repetitive events | |
Rocco | Dynamic TDC and thermodynamic loss angle measurement in a DI diesel engine | |
SU969937A1 (en) | Device for measuring ignition angle in internal combustion engine | |
SU872991A1 (en) | Stroboscopic indicator of pressure in engine piston | |
JPS6059533B2 (en) | Engine cylinder pressure measuring device | |
SU1101707A1 (en) | Device for measuring angle of advance of fuel supply to diesel engine | |
SU756251A1 (en) | Device for measuring advance angle of injection fuel into internal combustion engine | |
SU432363A1 (en) | DEVICE FOR MEASUREMENT OF INDICATOR POWER OF PISTON MACHINES | |
SU690341A1 (en) | Device for measuring shaft power and acceleration | |
SU787714A1 (en) | Ignition angle meter for i.c. engine | |
SU920252A1 (en) | I.c. engine ignition angle meter | |
US2907948A (en) | Safety engine analyzer synchronizer | |
US4475168A (en) | Performance indicator for compressor analogs | |
SU609994A1 (en) | Peak pressure statistical measuring device | |
SU821732A1 (en) | In ignition angle meter for ia i.c.engine | |
Lian et al. | Matlab/Simulink based crankshaft and camshaft signal simulation model for SI engine | |
JPS61224719A (en) | Waveform simulator | |
SU900134A1 (en) | Device for measuring motor power | |
SU887957A1 (en) | Device for measuring motor power |