Коническая муфта

Муфта сцепления с коническими пластинами, которые участвуют, когда нормальная сила превышает порог

Библиотека

Муфты

Описание

Этот блок представляет муфту сцепления с коническим интерфейсом контакта. Конический интерфейс создает действие втискивания между компонентами муфты, конусом и чашкой, таким образом, уменьшая нормальную силу, требуемую для обязательства муфты.

Компонент чашки соединяется твердо с карданным валом, вращающимся с ним как модуль. Конический компонент соединяется твердо с управляемым валом, который находится в осевом выравнивании с карданным валом. Муфта участвует, когда конические слайды к чашке и нажимают плотно против ее внутренней поверхности.

Трение в интерфейсе контакта конической чашки позволяет муфте передать вращательную степень между диском и управляемыми валами. Модель трения этого блока включает и статические и кинетические вклады трения, последний которых приводит к рассеиванию энергии во время промаха между компонентами чашки и конусом.

Конические муфты находят реальное приложение в коробках передач синхронизатора, которые синхронизируют диск и управляемые скорости вала, чтобы включить более сглаженное обязательство между механизмами передачи. Для получения дополнительной информации модели блока см. Коническую Модель Муфты.

Коническая модель муфты

Коническая Муфта основана на Основной Муфте сцепления. Для полной модели муфты сцепления консультируйтесь со страницей с описанием блока Fundamental Friction Clutch. В этом разделе рассматриваются специализированную модель, реализованную в Конической Муфте.

Когда вы прикладываете нормальную силу F _N, блок Cone Clutch может применить два вида трения к движению автомобильной трансмиссии, кинетическому и статичному. Муфта применяет кинетический крутящий момент трения только, когда одна ось автомобильной трансмиссии вращается относительно другой оси автомобильной трансмиссии. Муфта применяет статический крутящий момент трения, когда две блокировки осей автомобильной трансмиссии и вращаются вместе. Блок выполняет итерации посредством многоступенчатого тестирования, чтобы определить, когда заблокировать и разблокировать муфту.

Сожмите геометрию и переменные сводные данные

Данные показывают коническую геометрию муфты и некоторые параметры модели. Обратитесь к таблице для сводных данных описаний переменной.

Сожмите переменные

Параметр	Определение	Значение
d _o	Наружный диаметр конической поверхности контакта	Смотрите предыдущую фигуру
d _i	Внутренний диаметр конической поверхности контакта	Смотрите предыдущую фигуру
α	Коническая половина угла	Смотрите предыдущую фигуру
ω	Относительная угловая скорость (промах)	ω _F – ω _B
ω _Tol	Подсуньте допуск к блокировке муфты	См. следующую модель
F _N	Нормальная сила применилась к коническим поверхностям	Нормальная прикладывавшая сила, если больше, чем порог: F _N> F _th
α	Конический полуугол	Смотрите предыдущую фигуру
_{Эффективность} r	Эффективный радиус крутящего момента	Эффективная рука момента силы трения муфты
k _K	Кинетический коэффициент трения	Безразмерный коэффициент кинетического трения конических поверхностей трения. Функция ω.
k _S	Статический коэффициент трения	Безразмерный коэффициент статического трения конических поверхностей трения.
τ _K	Кинетический крутящий момент трения	См. следующую модель
τ _S	Статический предел крутящего момента трения	(статическое трение достигает максимума фактор), · (кинетический крутящий момент трения для ω → 0) (См. следующую модель),

Отношение к основной муфте сцепления

Коническая Муфта основана на Основной Муфте сцепления. Вместо того, чтобы требовать кинетических и статических предельных крутящих моментов трения как входных сигналов, Коническая Муфта вычисляет кинетическое и статическое трение от параметров муфты и входа, нормальная сила сигнализирует о F _N. Смотрите Основную страницу с описанием Муфты сцепления для получения дополнительной информации о муфте сцепления.

Кинетическое трение

Кинетический крутящий момент трения является продуктом четырех факторов:

τ _K = k _K · F _N · _{эффективность} r · sgn (ω).

Кинетический крутящий момент трения выступает против относительного промаха и применяется с полным знаком "минус". Это изменяет знак, когда ω изменяет знак.

Вы задаете кинетический коэффициент трения k _K или как константа или как сведенная в таблицу дискретная функция относительной угловой скорости ω. Сведенная в таблицу функция принята, чтобы быть симметричной для положительных и отрицательных величин относительной угловой скорости. Поэтому задайте k _K для положительных значений ω только.

Эффективная _{эффективность} r радиуса крутящего момента является эффективным радиусом, измеренным от оси автомобильной трансмиссии, в которой кинетические силы трения прикладываются во фрикционных поверхностях. Это связано с геометрией конической геометрии поверхности трения:

$r_{эффективность} = \frac{1}{3 \sin α} \frac{d_{o}^{3} - d_{i}^{3}}{d_{o}^{2} - d_{i}^{2}}$

d _o и d _i - максимум поверхности контакта и минимальные диаметры, соответственно.

Статическое трение

Статический предел трения связан с кинетическим трением, установкой ω, чтобы обнулить и заменяющий кинетическое на статический коэффициент трения:

_τS = k _S · F _N · _{эффективность} r ≥ 0.

k _S> k _K, так, чтобы крутящий момент τ, необходимый через муфту, чтобы разблокировать его путем преодоления статического трения, был больше, чем кинетическое трение в момент разблокирования, когда ω = 0.

Статический предел трения задает симметричные статические пределы крутящего момента трения как:

τ _S ≡ τ _S ⁺ = –τS–.

Область значений [τ _S–, τ _S ⁺] используется Основной Муфтой сцепления.

Обязательство и условия блокировки

Муфта участвует (крутящий момент передач), когда конические поверхности трения подвергаются положительной нормальной силе и генерируют кинетическое трение: F _N> 0 и τ _K> 0.

Муфта блокирует, если и только если она занята, и промах является меньше, чем скоростной допуск: |ω | <ω _Tol.

Степень, рассеянная муфтой

Степень, рассеянная муфтой, является |ω · τ _K |. Муфта рассеивает степень, только если это оба уменьшается (ω ≠ 0) и применяет кинетическое трение (τ _K> 0).

Тепловое моделирование

Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры через дополнительный тепловой порт сохранения. По умолчанию тепловой порт скрыт. Чтобы представить тепловой порт, щелкните правой кнопкой по блоку по своей модели и, из контекстного меню, выберите Simscape> Block choices. Выберите вариант, который включает тепловой порт. Задайте связанные тепловые параметры для компонента.

Порты

B: Вращательные порты сохранения сопоставлены с ведущим (основным) валом. Движение муфты измеряется как промах ω = ω _F– ω _B, угловая скорость последователя относительно основы.
F: Вращательные порты сохранения сопоставлены с управляемым (последователь) вал
N: Терминал физического сигнала, через который вы импортируете нормальную силу. Этот сигнал положителен или нуль. Сигнал N меньше, чем нуль интерпретирован как нуль.
H: Тепловой порт сохранения. Тепловой порт является дополнительным и является скрытым по умолчанию. Чтобы представить порт, выберите вариант, который включает тепловой порт.

Параметры

Геометрия

Contact surface maximum diameter: Внешний конический диаметр d _o. Значением по умолчанию является 150 mm.
Contact surface minimum diameter: Внутренний конический диаметр d _i. Значением по умолчанию является 100 mm.
Cone half angle: Наполовину вводный угол α конической геометрии. Значением по умолчанию является 12 deg.

Трение

Friction model

Выберите метод параметризации, чтобы смоделировать кинетический коэффициент трения. Опции и значения по умолчанию для этого параметра зависят от варианта, который вы выбираете для блока. Опции:

Fixed kinetic friction coefficient — Обеспечьте фиксированное значение для кинетического коэффициента трения. Эта опция:
- Только видимо, если вы используете вариант по умолчанию блока
- Метод по умолчанию для параметризации варианта по умолчанию блока
- Влияет на видимость других параметров
Fixed kinetic friction coefficient
Kinetic friction coefficient
Кинетический, или кулонов, коэффициент трения. Коэффициент должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 0.3.
Static friction coefficient
Статическое, или пиковое, значение коэффициента трения. Статический коэффициент трения должен быть больше, чем кинетический коэффициент трения. Значением по умолчанию является 0.35.
Table lookup kinetic friction coefficient — Задайте кинетический коэффициент трения одномерным поиском по таблице на основе относительной угловой скорости между дисками. Эта опция:
- Только видимо, если вы используете вариант по умолчанию блока
- Влияет на видимость других параметров
Table lookup kinetic friction coefficient
Kinetic friction coefficient relative velocity vector
Задайте входные значения для относительной скорости как вектор. Значения в векторе должны увеличиться слева направо. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции, который вы выбираете. Для линейной интерполяции обеспечьте по крайней мере два значения на размерность. Для сглаженной интерполяции обеспечьте по крайней мере три значения на размерность. Значением по умолчанию является [0.0, 100.0, 1000.0] rad/s.
Kinetic friction coefficient vector
Задайте выходные значения для кинетического коэффициента трения как вектор. Все значения должны быть положительными. Значением по умолчанию является [0.3, 0.22, 0.19].
Friction coefficient interpolation method
Выберите один из этих методов интерполяции аппроксимировать выходное значение, когда входное значение будет между двумя последовательными узлами решетки:
Linear — Выберите это, значение по умолчанию, опция, чтобы получить лучшую производительность.
Smooth — Выберите эту опцию, чтобы произвести непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).
Friction coefficient extrapolation method
Выберите один из этих методов экстраполяции, чтобы определить выходное значение, когда входное значение будет вне области значений, заданной в списке аргументов:

Linear — Выберите это, значение по умолчанию, опция, чтобы произвести кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на контуре с областью интерполяции.
Самый близкий Выберите эту опцию, чтобы произвести экстраполяцию, которая не выходит за предел самой высокой точки в данных или ниже самой низкой точки в данных.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).
Static friction coefficient
Статическое, или пиковое, значение коэффициента трения. Статический коэффициент трения должен быть больше, чем кинетический коэффициент трения. Значением по умолчанию является 0.35.
Temperature-dependent kinetic friction coefficient — Задайте кинетический коэффициент трения поиском по таблице на основе температуры. Эта опция:
- Только видимо, если вы используете тепловой вариант блока
- Метод по умолчанию для параметризации теплового варианта блока
- Влияет на видимость других параметров
Temperature-dependent kinetic friction coefficient
Temperature vector
Задайте входные значения для температуры как вектор. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции, который вы выбираете. Для линейной интерполяции обеспечьте по крайней мере два значения на размерность. Для сглаженной интерполяции обеспечьте по крайней мере три значения на размерность. Значения в векторе должны увеличиться слева направо. Значением по умолчанию является [280.0, 300.0, 320.0] K.
Kinetic friction coefficient vector
Задайте выходные значения для кинетического коэффициента трения как вектор. Вектор должен иметь то же число элементов как температурный вектор. Все значения должны быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является [0.3, 0.28, 0.25].
Static friction coefficient vector
Задайте статические, или пиковые, значения коэффициента трения как вектор. Вектор должен иметь то же число элементов как температурный вектор. Каждое значение должно быть больше, чем значение соответствующего элемента в кинетическом векторе коэффициентов трения. Значением по умолчанию является [0.4, 0.38, 0.36].
Friction coefficient interpolation method
Выберите один из этих методов интерполяции аппроксимировать выходное значение, когда входное значение будет между двумя последовательными узлами решетки:
Linear — Выберите это, значение по умолчанию, опция, чтобы получить лучшую производительность.
Smooth — Выберите эту опцию, чтобы произвести непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).
Friction coefficient extrapolation method
Выберите один из этих методов экстраполяции, чтобы определить выходное значение, когда входное значение будет вне области значений, заданной в списке аргументов:

Linear — Выберите это, значение по умолчанию, опция, чтобы произвести кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на контуре с областью интерполяции.
Самый близкий Выберите эту опцию, чтобы произвести экстраполяцию, которая не выходит за предел самой высокой точки в данных или ниже самой низкой точки в данных.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).
Temperature and speed-dependent kinetic friction coefficient — Задайте кинетический коэффициент трения поиском по таблице на основе температуры и относительной угловой скорости между дисками. Эта опция:
- Только видимо, если вы используете вариант по умолчанию блока
- Влияет на видимость других параметров
Temperature and speed-dependent kinetic friction coefficient
Temperature vector
Задайте входные значения для температуры как вектор. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции, который вы выбираете. Для линейной интерполяции обеспечьте по крайней мере два значения на размерность. Для сглаженной интерполяции обеспечьте по крайней мере три значения на размерность. Значения в векторе должны увеличиться слева направо. Значением по умолчанию является [280.0, 300.0, 320.0] K.
Kinetic friction coefficient relative velocity vector
Задайте входные значения для относительной скорости как вектор. Значения в векторе должны увеличиться слева направо. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции, который вы выбираете. Для линейной интерполяции обеспечьте по крайней мере два значения на размерность. Для сглаженной интерполяции обеспечьте по крайней мере три значения на размерность. Значением по умолчанию является [0.0, 100.0, 1000.0] rad/s.
Kinetic friction coefficient matrix
Задайте выходные значения для кинетического коэффициента трения как матрица. Все значения должны быть больше, чем нуль. Размер матрицы должен равняться размеру матрицы, которая является результатом температурного вектора × кинетический содействующий вектор скорости родственника трения. Значением по умолчанию является [0.34, 0.32, 0.3; 0.3, 0.28, 0.25; 0.25, 0.2, 0.15].
Static friction coefficient vector
Задайте статические, или пиковые, значения коэффициента трения как вектор. Вектор должен иметь то же число элементов как температурный вектор. Каждое значение должно быть больше, чем значение соответствующего элемента в кинетическом векторе коэффициентов трения. Значением по умолчанию является [0.4, 0.38, 0.36].
Friction coefficient interpolation method
Выберите один из этих методов интерполяции аппроксимировать выходное значение, когда входное значение будет между двумя последовательными узлами решетки:
Linear — Выберите это, значение по умолчанию, опция, чтобы получить лучшую производительность.
Smooth — Выберите эту опцию, чтобы произвести непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).
Friction coefficient extrapolation method
Выберите один из этих методов экстраполяции, чтобы определить выходное значение, когда входное значение будет вне области значений, заданной в списке аргументов:

Linear — Выберите это, значение по умолчанию, опция, чтобы произвести кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на контуре с областью интерполяции.
Самый близкий Выберите эту опцию, чтобы произвести экстраполяцию, которая не выходит за предел самой высокой точки в данных или ниже самой низкой точки в данных.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).

Velocity tolerance

Относительная скорость, ниже которой две поверхности могут заблокировать. Поверхности блокируют, если крутящий момент через B и вращательные порты F является меньше, чем продукт эффективного радиуса, статического коэффициента трения и прикладывавшей нормальной силы. Значением по умолчанию является 0.001 rad/s.

Threshold force

Нормальная сила применилась к порту N физического сигнала, применяется к контакту, только если сумма силы превышает значение параметра Threshold force. Силы ниже Threshold force не прикладываются, и нет, следовательно, никакого переданного фрикционного крутящего момента. Значением по умолчанию является 1 N.

Начальные условия

Initial state: Состояние муфты в начале симуляции. Муфта может быть в одном из двух состояний, заблокированных и разблокированных. Заблокированная муфта ограничивает основу и валы последователя вращаться в той же скорости, то есть, как единый блок. Разблокированная муфта позволяет этим двум валам вращаться в различных скоростях, приводящих к промаху между пластинами муфты. Настройкой по умолчанию является Unlocked.

Тепловой порт

Эти тепловые параметры видимы только, когда вы выбираете вариант блока, который включает тепловой порт.

Thermal mass: Тепловая энергия, требуемая изменить температуру компонента одной степенью. Чем больше количество тепла, тем более стойкий компонент к изменению температуры. Значением по умолчанию является 25 kJ/K.
Initial temperature: Температура компонента в начале симуляции. Начальная температура влияет на запутывающий запуск или потери трения путем изменения эффективности компонента согласно вектору эффективности, который вы задаете. Значением по умолчанию является 300 K.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Основная муфта сцепления

Темы

Механизм, связывающий управление Используя муфты

Документация

Коническая муфта

Библиотека

Описание

Коническая модель муфты

Сожмите геометрию и переменные сводные данные

Отношение к основной муфте сцепления

Кинетическое трение

Статическое трение

Обязательство и условия блокировки

Степень, рассеянная муфтой

Тепловое моделирование

Порты

Параметры

Геометрия

Трение

Начальные условия

Тепловой порт

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Темы

Документация Simscape Driveline

Поддержка

Документация

Коническая муфта

Библиотека

Описание

Коническая модель муфты

Сожмите геометрию и переменные сводные данные

Отношение к основной муфте сцепления

Кинетическое трение

Статическое трение

Обязательство и условия блокировки

Степень, рассеянная муфтой

Тепловое моделирование

Порты

Параметры

Геометрия

Трение

Начальные условия

Тепловой порт

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Темы

Документация Simscape Driveline

Поддержка

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.