Продольное колесо с диском, барабаном или сопоставленным тормозом
Powertrain Blockset / Ходовая часть / Колеса
Vehicle Dynamics Blockset / Колеса и Шины
Блок Longitudinal Wheel реализует продольное поведение идеального колеса. Можно задать продольный метод расчета силы и сопротивления качению и тормозить тип. Используйте блок в автомобильной трансмиссии и продольных симуляциях автомобиля, где низкочастотная дорога шины и тормозные усилия обязаны определять ускорение автомобиля, торможение и сопротивление качению колеса. Например, можно использовать блок, чтобы определить крутящий момент и требования к питанию для заданного цикла диска или тормозящего события. Блок не подходит для приложений, которые требуют объединенного бокового промаха.
Существует четыре типа Продольных блоков Колеса. Каждый блок реализует различный тип тормоза.
Имя блока | Тормозите установку типа | Тормозите реализацию |
---|---|---|
Продольное колесо - никакой тормоз |
|
'none' |
Продольное колесо - дисковый тормоз |
|
Тормоз, который преобразовывает давление в тормозном цилиндре в тормозное усилие. |
Продольное колесо - барабанный тормоз |
|
Симплексный барабанный тормоз, который преобразовывает приложенную силу и геометрию тормоза в сетевой тормозной момент. |
Продольное колесо - сопоставленный тормоз |
|
Интерполяционная таблица, которая является функцией скорости колеса и примененного тормозного давления. |
Модели блока продольная сила как функция колеса уменьшаются относительно дорожного покрытия. Чтобы вычислить продольную силу, задайте один из этих параметров Longitudinal Force.
Установка | Блокируйте реализацию |
---|---|
|
Волшебная Формула с постоянным коэффициентом для жесткости, формы, пика и искривления. |
|
Волшебная Формула с зависимыми загрузкой коэффициентами та реализация уравнения 4. E9 до 4. E18 в Шине и Динамике аппарата. |
|
Интерполяционная таблица, которая является функцией нормальной силы и отношения промаха колеса. |
Чтобы вычислить крутящий момент сопротивления качению, задайте один из этих параметров Rolling Resistance.
Установка | Блокируйте реализацию |
---|---|
| 'none' |
| Метод в Пошаговой Методологии Coastdown для Измерения Сопротивления качению Шины. Сопротивление качению является функцией давления воздуха в шине, нормальной силы и скорости. |
| Метод задан в ISO 28580:2018, Легковом автомобиле, методе измерения сопротивления качению шины по производству грузовых автомобилей и автобусов — Один тест точки и корреляция результатов измерения. |
| Волшебные уравнения формулы от 4. E70 в Шине и Динамике аппарата. Волшебная формула является эмпирическим уравнением на основе подходящих коэффициентов. |
| Интерполяционная таблица, которая является функцией нормальной силы и оси вращения продольная скорость. |
Чтобы вычислить вертикальное движение, задайте один из этих параметров Vertical Motion.
Установка | Блокируйте реализацию |
---|---|
| Блок передает прикладывавшие силы шасси непосредственно до сопротивления качению и продольных вычислений силы. |
| Вертикальное движение зависит от жесткости колеса и затухания. Жесткость является функцией смещения боковой стены шины и давления. Затухание является функцией скорости боковой стены шины и давления. |
Блок вычисляет инерционный ответ колеса, подвергающегося:
Потери оси
Тормозите и управляйте крутящим моментом
Утомите сопротивление качению
Оснуйте контакт через дорожный шиной интерфейс
Входной крутящий момент является суммированием прикладного крутящего момента оси, тормозного момента, и момент, являющийся результатом объединенного крутящего момента шины.
В настоящий момент являясь результатом объединенного крутящего момента шины, блок реализует тяговые силы колеса и сопротивление качению с динамикой первого порядка. Сопротивлению качению параметризовали временную константу с точки зрения релаксационной длины.
Чтобы вычислить крутящий момент сопротивления качению, можно задать один из этих параметров Rolling Resistance.
Установка | Блокируйте реализацию |
---|---|
| Блокируйте сопротивление качению наборов, |
| Блок использует метод в SAE Пошаговая Методология Coastdown для Измерения Сопротивления качению Шины. Сопротивление качению является функцией давления воздуха в шине, нормальной силы и скорости. А именно,
|
| Блок использует метод, заданный в ISO 28580:2018, Легковом автомобиле, методе измерения сопротивления качению шины по производству грузовых автомобилей и автобусов — Один тест точки и корреляция результатов измерения. Метод составляет нормальную загрузку, паразитную потерю и тепловые исправления от условий испытания. А именно, |
| Блок вычисляет сопротивление качению, |
| Для сопротивления качению, |
Если тормоза включены, блок определяет торможение заблокированное или разблокированное условие на основе идеализированной сухой модели трения муфты. На основе условия тупика блок реализует их трение и динамические модели.
Если | Условие тупика | Модель трения | Динамическая модель |
---|---|---|---|
Разблокированный | |||
Заблокированный |
Уравнения используют эти переменные.
ω | Колесо угловая скорость |
a | Независимый от скорости компонент силы |
b | Линейный скоростной компонент силы |
c | Квадратичный скоростной компонент силы |
Le | Утомите релаксационную длину |
J | Момент инерции |
My | Крутящий момент сопротивления качению |
Ta | Прикладной крутящий момент оси |
Tb | Тормозной момент |
Td | Объединенный крутящий момент шины |
Tf | Фрикционный крутящий момент |
Ti | Сетевой входной крутящий момент |
Tk | Кинетический фрикционный крутящий момент |
To | Сетевой выходной крутящий момент |
Ts | Статический фрикционный крутящий момент |
Fc | Прикладывавшая сила муфты |
Fx | Продольная сила, разработанная дорогой шины, взаимодействует через интерфейс должный уменьшиться |
Reff | Эффективный радиус муфты |
Ro | Кольцевой диск внешний радиус |
Ri | Кольцевой диск внутренний радиус |
Re | Эффективный радиус шины, в то время как при загрузке и для данного давления |
Vx | Продольная скорость оси |
Fz | Автомобиль нормальная сила |
Cr | Постоянное сопротивление качению |
Tamb | Температура окружающей среды |
Tmeas | Измеренная температура для постоянного сопротивления качению |
Fpl | Паразитная потеря силы |
Kt | Тепловой поправочный коэффициент |
ɑ | Экспонента давления воздуха в шине |
β | Нормальная экспонента силы |
pi | Давление воздуха в шине |
μs | Коэффициент статического трения |
μk | Коэффициент кинетического трения |
Если вы задаете параметр Brake Type Disc
, блок реализует дисковый тормоз. Эти данные показывают виды сбоку и виды спереди дискового тормоза.
Дисковый тормоз преобразовывает давление в тормозном цилиндре от тормозного цилиндра в силу. Дисковый тормоз прикладывает силу в среднем радиусе тормозной колодки.
Блок использует эти уравнения, чтобы вычислить крутящий момент тормоза для дискового тормоза.
Уравнения используют эти переменные.
T | Тормозите крутящий момент |
P | Прикладное тормозное давление |
N | Скорость колеса |
Npads | Количество тормозных колодок в блоке дискового тормоза |
μstatic | Коэффициент ротора клавиатуры диска статического трения |
μ | Коэффициент ротора клавиатуры диска кинетического трения |
Ba | Тормозите внутренний диаметр привода |
Rm | Средний радиус тормозной колодки обеспечивает приложение на тормозном роторе |
Ro | Внешний радиус тормозной колодки |
Ri | Внутренний радиус тормозной колодки |
Если вы задаете параметр Brake Type Drum
, блок реализует статический (установившийся) симплексный барабанный тормоз. Симплексный барабанный тормоз состоит из одного двухстороннего гидравлического привода и двух тормозных колодок. Тормозные колодки не совместно используют общий контакт стержня.
Симплексная модель барабанного тормоза использует приложенную силу и геометрию тормоза, чтобы вычислить сетевой крутящий момент для каждой тормозной колодки. Модель барабана принимает, что приводы и геометрия обуви симметричны для обеих сторон, позволяя одному набору геометрии и параметров трения использоваться для обоих ботинок.
Блок реализует уравнения, которые выведены от этих уравнений в Основных принципах Элементов Машины.
Уравнения используют эти переменные.
T | Тормозите крутящий момент |
P | Прикладное тормозное давление |
N | Скорость колеса |
μstatic | Коэффициент ротора клавиатуры диска статического трения |
μ | Коэффициент ротора клавиатуры диска кинетического трения |
Trshoe | Крутящий момент тормоза правого ботинка |
Tlshoe | Крутящий момент тормоза левого ботинка |
a | Расстояние от барабана центрируется к центру контакта стержня обуви |
c | Расстояние от стержня обуви прикрепляет центр, чтобы тормозить связь привода на тормозной колодке |
r | Барабан внутренний радиус |
Ba | Тормозите внутренний диаметр привода |
Θ1 | Угол от стержня обуви прикрепляет центр, чтобы запуститься материала тормозной колодки по обуви |
Θ2 | Угол от стержня обуви прикрепляет центр к концу материала тормозной колодки по обуви |
Если вы задаете параметр Brake Type Mapped
, блок использует интерполяционную таблицу, чтобы определить крутящий момент тормоза.
Уравнения используют эти переменные.
T | Тормозите крутящий момент |
Тормозите интерполяционную таблицу крутящего момента | |
P | Прикладное тормозное давление |
N | Скорость колеса |
μstatic | Коэффициент трения поверхности клавиатуры барабана взаимодействует через интерфейс при статических условиях |
μ | Коэффициент трения интерфейса ротора клавиатуры диска |
Интерполяционная таблица для крутящего момента тормоза, , функция прикладного тормозного давления и скорости колеса, где:
T является крутящим моментом тормоза в N · m.
P является примененным тормозным давлением в панели.
N является скоростью колеса в об/мин.
Чтобы смоделировать блок Longitudinal Wheel продольные силы, можно использовать Волшебную Формулу. Модель предоставляет установившемуся tire characteristic function F x = f (κ, F z), продольная сила F x на шине, на основе:
Вертикальная загрузка F z
Промах колеса κ
Модель Magic Formula использует эти переменные.
Ω | Колесо угловая скорость |
r w | Радиус колеса |
V x | Концентратор колеса продольная скорость |
rwΩ | Утомите шаг продольная скорость |
V sx = r wΩ – V x | Скорость промаха колеса |
κ = V sx / | V x | | Промах колеса |
F z, F z0 | Вертикальная загрузка и номинальная вертикальная нагрузка на шину |
F x = f (κ, F z) | Продольная сила проявлена на шине в контактной точке. Также характеристическая функция f шины. |
Если вы устанавливаете Longitudinal Force на Magic Formula constant value
, блок реализует Волшебную Формулу как определенную форму характеристической функции шины, охарактеризованной четырьмя безразмерными коэффициентами (B, C, D, E), или жесткость, форма, пик и искривление:
Наклоном f в κ = 0 является B C D · F z.
Коэффициенты основаны на эмпирических данных о шине. Эти значения являются типичными наборами постоянных Волшебных коэффициентов Формулы для общих дорожных условий.
Поверхность | B | C | D | E |
---|---|---|---|---|
Сухое гудронированное шоссе | 10 | 1.9 | 1 | 0.97 |
Влажное гудронированное шоссе | 12 | 2.3 | 0.82 | 1 |
Снег | 5 | 2 | 0.3 | 1 |
Лед | 4 | 2 | 0.1 | 1 |
Если вы устанавливаете Longitudinal Force на Magic Formula pure longitudinal slip
, блок реализует более общую Волшебную Формулу с помощью безразмерных коэффициентов, которые являются функциями загрузки шины. Блок реализует продольные уравнения силы в Главе 4 Шины и Динамики аппарата, включая 4. E9 до 4. E18:
SHx и SVx представляют смещения промаху и продольной силе в функции промаха силы, или горизонтали и вертикальным смещениям, если функция построена как кривая. μx является зависимым продольной нагрузкой коэффициентом трения. εx является небольшим числом, вставленным, чтобы предотвратить деление на нуль как нуль подходов Fz.
Если вы не выбираете вертикальных степеней свободы установкой Vertical Motion к None
, блок передает прикладывавшие силы шасси непосредственно до сопротивления качению и продольных вычислений силы.
Если вы устанавливаете Vertical Motion на Mapped stiffness and damping
, вертикальное движение зависит от жесткости колеса и затухания. Жесткость является функцией смещения боковой стены шины и давления. Затухание является функцией скорости боковой стены шины и давления.
Блок определяет вертикальный ответ с помощью этого дифференциального уравнения.
Когда вы отключаете вертикальную степень свободы, вход, нормальная сила от автомобиля передает непосредственно продольным и прокручивающимся вычислениям силы.
Блок использует зафиксированный колесом кадр, чтобы разрешить вертикальные силы.
Уравнения используют эти переменные.
Fztire |
Утомите нормальную силу вдоль зафиксированной колесом оси z |
m |
Масса оси |
Fzk |
Утомите нормальную силу из-за жесткости колеса вдоль зафиксированной колесом оси z |
Fzb |
Утомите нормальную силу из-за затухания колеса вдоль зафиксированной колесом оси z |
Fz |
Приостановка или автомобиль нормальная сила вдоль зафиксированной колесом оси z |
PTire |
Давление воздуха в шине |
Утомите смещение, скорость и ускорение, соответственно, вдоль зафиксированной колесом оси z |
Для учета степени блок реализует эти уравнения.
Сигнал шины | Описание | Уравнения | ||
---|---|---|---|---|
|
|
| Тяговое питание подано от оси | |
| Внешний крутящий момент, примененный осью к колесу | |||
| Вертикальная сила применилась к колесу автомобилем или приостановкой | |||
|
| Тяговые потери мощности | ||
| Степень сопротивления качению | |||
| Мощность торможения | |||
| Прокрутка вязкой потери затухания | |||
| Вертикальная степень затухания | |||
|
| Скорость изменения вертикальной кинетической энергии | ||
| Скорость изменения вращательной кинетической энергии | |||
| Скорость изменения сохраненной потенциальной энергии боковой стены | |||
| Скорость изменения гравитационной потенциальной энергии |
Уравнения используют эти переменные.
ω | Колесо угловая скорость |
b | Линейный скоростной компонент силы |
Fx | Продольная сила, разработанная дорогой шины, взаимодействует через интерфейс должный уменьшиться |
Fcp | Утомите силу промаха в закрашенной фигуре контакта |
Fz | Автомобиль нормальная сила |
Fzb | Утомите нормальную силу из-за затухания колеса |
Fzk | Утомите нормальную силу из-за жесткости колеса |
Iyy | Колесо вращательная инерция |
Mbrk | Торможение момента |
My | Крутящий момент сопротивления качению |
Re | Эффективный радиус шины, в то время как при загрузке и для данного давления |
T | Крутящий момент оси применяется на колесо |
Vx | Продольная скорость оси |
Утомите смещение, скорость и ускорение, соответственно | |
ω | Колесо угловая скорость |
Автомобиль вертикальная скорость вдоль зафиксированной автомобилем оси z |
[1] Магистральный комитет по шине. Пошаговая методология Coastdown для измерения сопротивления качению шины. Стандартный J2452_199906. Варрендэйл, PA: SAE International, июнь 1999.
[2] Pacejka, Х. Б. Тайр и Динамика аппарата. 3-й редактор Оксфорд, Соединенное Королевство: SAE и Баттерворт-Хейнеманн, 2012.
[3] Шмид, Стивен Р., Бернард Дж. Хэмрок и Филиал О. Джейкобсон. "Глава 18: Тормоза и Муфты". Основные принципы Элементов Машины, Версии SI. 3-й редактор Бока-Ратон, FL: Нажатие CRC, 2014.
[4] Shigley, Джозеф Э. и Ларри Мичель. Проект Машиностроения. 4-й редактор Нью-Йорк, Нью-Йорк: Макгроу Хилл, 1983.
[5] ISO 28580:2018. Легковой автомобиль, метод измерения сопротивления качению шины по производству грузовых автомобилей и автобусов - Один тест точки и корреляция результатов измерения. ISO (Международная организация по стандартизации), 2018.