Дисковая муфта сцепления

Муфта сцепления с дисковыми пластинами, которые участвуют, когда давление пластины превышает порог

Библиотека

Simscape / Автомобильная трансмиссия / Муфты

Описание

Этот блок представляет муфту сцепления с двумя плоскими наборами пластины трения, которые входят в контакт, чтобы участвовать. Муфта участвует, когда оказанное давление пластины превышает пороговое давление обязательства. После того, как занятый, пластины испытывают фрикционные крутящие моменты, которые позволяют им передать степень между карданными валами последователя и основой.

Муфта может быть двунаправлена или однонаправлена. Двунаправленная муфта может закрадываться в положительные и отрицательные направления. Однонаправленная муфта может уменьшиться только в положительном направлении. Направление промаха положительно, если вал последователя вращается быстрее, чем основной вал и отрицание, если это уменьшается медленнее. Блок задает скорость промаха как различие

$ω = ω_{F} - ω_{B},$

где:

ω является скоростью промаха.
ω _F является угловой скоростью карданного вала последователя.
ω _B является угловой скоростью основного карданного вала.

Блок обеспечивает входной порт физического сигнала (P) для оказанного давления между пластинами муфты. Оказанное давление должно быть больше, чем или равным нулю и имеет модули Pascals. Если падения входного сигнала, ниже нуля, блок обрабатывает давление пластины как нуль.

Дисковая модель муфты сцепления

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

Когда вы применяете сигнал давления выше порога (P ≥ P _th), блок Disk Friction 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 переменную, состояние и сводные данные режима

Эта таблица суммирует переменные муфты.

Сожмите переменные

Символ	Определение	Значение
ω	Относительная угловая скорость (промах)	ω _F – ω _B
ω _Tol	Подсуньте допуск к блокировке муфты	См. следующую модель
P, P _th	Сожмите давление и порог	Введите давление, оказанное на диски муфты; пороговое давление муфты: P _th, P> 0.
P _fric	Сожмите способность трения	макс. [(P – Pth), 0]
D	Сожмите фактор снижения нормы	См. следующую модель
N	Количество поверхностей трения	См. следующую модель
A	Площадь поверхности обязательства	См. следующую модель
_{Эффективность} r	Эффективный радиус крутящего момента	Эффективная рука момента силы трения муфты
k _K	Кинетический коэффициент трения	Безразмерный коэффициент кинетического трения дисков муфты. Функция ω.
k _S	Статический коэффициент трения	Безразмерный коэффициент статического трения дисков муфты.
μ	Вязкий коэффициент сопротивления	См. следующую модель
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

Вместо того, чтобы требовать кинетических и статических предельных крутящих моментов трения как входных сигналов, Дисковая Муфта сцепления вычисляет кинетическое и статическое трение от параметров муфты, и входное давление сигнализируют о P.

Кинетическое трение

Кинетический крутящий момент трения является положительной суммой вязкого перетаскивания и поверхностных крутящих моментов трения контакта:

τ _K = μ ω + _{контакт} τ.

(Кинетический крутящий момент трения выступает против относительного промаха и применяется с полным знаком "минус".) Трение контакта является продуктом шести факторов:

_{Контакт} τ = k _K · DN · _{эффективность} r · P _fric · A ≥ 0.

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.

Муфта прикладывает нормальную силу от своего поршня как продукт способности трения муфты P _fric и площадь поверхности обязательства A на каждой из поверхностей трения N. Сигнал давления P должен быть неотрицательным. Если P является меньше, чем P _th, муфта не применяет трения вообще.

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 поверхности трения:

$r_{эффективность} = \frac{}{23} \frac{r_{o}^{3} - r_{i}^{3}}{r_{o}^{2} - r_{i}^{2}}$

r _o и r _i - внешние и внутренние радиусы, соответственно, поверхности трения, смоделированной как кольцевой диск.

Муфта, снижающая норму факторного D, составляет износ муфты. Для новой муфты D является тем. Для муфты, приближающейся к “универсальной форме, носят” состояние:

$D \to \frac{}{34} \frac{{(r_{o} + r_{i})}^{2}}{r_{o}^{2} + r_{o} r_{i} + r_{i}^{2}}$

Статическое трение

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

_τS = k _S · DN · _{эффективность} r · P _fric · A ≥ 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.

Статическая область значений крутящего момента трения или пределы затем заданы симметрично как:

τ _S ≡ τ _S ⁺ = –τS–.

Состояние ожидания: блокировка и разблокирование

Состояние ожидания Дисковой Муфты сцепления идентично Состоянию ожидания Основной Муфты сцепления с заменой положительного кинетического условия трения (τ _K> 0) положительным полным условием трения муфты (P ≥ P _th).

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: Вращательный порт сохранения, который представляет основной карданный вал
F: Вращательный порт сохранения, который представляет карданный вал последователя
P: Входной порт физического сигнала для оказанного давления между пластинами муфты
H: Тепловой порт сохранения. Тепловой порт является дополнительным и является скрытым по умолчанию. Чтобы представить порт, выберите вариант, который включает тепловой порт.

Параметры

Геометрия

Force action region

Выберите метод параметризации, чтобы смоделировать геометрию трения муфты. Методом по умолчанию является Define effective radius.

Define effective radius — Образцовая геометрия трения с точки зрения дискового радиуса.
Эффективный радиус
Effective torque radius
Эффективная _{эффективность} r радиуса руки момента, которая определяет кинетический крутящий момент трения в муфте. Значением по умолчанию является 130 mm.
Number of friction surfaces
Номер N генерирующего трение контакта появляется в муфте. Значением по умолчанию является 4.
Engagement piston area
Эффективная область A поршня муфты, когда поршень оказывает давление через муфту. Значением по умолчанию является 0.001 m^2.
Directionality
Подсуньте направления, которые муфта позволяет между ее пластинами. Двунаправленная муфта позволяет положительные и отрицательные скорости промаха. Однонаправленная муфта позволяет только положительные скорости промаха. Настройкой по умолчанию является Bidirectional.
Однонаправленная муфта эквивалентна муфте сцепления, соединенной параллельно с односторонней муфтой, которая расцепляет только, когда скорость промаха становится положительной. Чтобы смоделировать однонаправленную муфту с закрадываются в отрицательное направление, инвертируют подключения порта последователя и основа.
Define annular region — Образцовая геометрия трения с точки зрения размерностей кольца. Если вы выбираете эту опцию, видимое изменение параметров.
Кольцевая область
Friction disk outside diameter
Диаметр 2ro через внешний край дискового кольца трения. Значением по умолчанию является 150 mm.
Friction disk inside diameter
Диаметр 2ri через внутренний край дискового кольца трения. Значением по умолчанию является 100 mm.
Number of friction surfaces
Номер N генерирующего трение контакта появляется в муфте. Значением по умолчанию является 4.
Engagement piston area
Эффективная область A поршня муфты, когда поршень оказывает давление через муфту. Значением по умолчанию является 0.001 m^2.
Directionality
Подсуньте направления, которые муфта позволяет между ее пластинами. Двунаправленная муфта позволяет положительные и отрицательные скорости промаха. Однонаправленная муфта позволяет только положительные скорости промаха. Настройкой по умолчанию является Bidirectional.
Однонаправленная муфта эквивалентна муфте сцепления, соединенной параллельно с односторонней муфтой, которая расцепляет только, когда скорость промаха становится положительной. Чтобы смоделировать однонаправленную муфту с закрадываются в отрицательное направление, инвертируют подключения порта последователя и основа.

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
Безразмерный кулонов статический содействующий k трения _S применился к нормальной силе через муфту, когда муфта заблокирована. k _S должен быть больше, чем k _K. 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
Безразмерный кулонов статический содействующий k трения _S применился к нормальной силе через муфту, когда муфта заблокирована. k _S должен быть больше, чем k _K. 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 тепловой вариант 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).

De-rating factor

Безразмерный снижающий норму факторный D, который составляет дисковый износ муфты путем пропорционального сокращения трения муфты. Значением по умолчанию является 1.

Clutch velocity tolerance

Максимальная скорость промаха, в которой муфта может заблокировать. Скорость промаха является различием со знаком между основой и валом последователя угловые скорости, то есть, $w = w_{F} - w_{B}$ . Если кинетический крутящий момент трения является ненулевым, и переданный крутящий момент в статических пределах крутящего момента трения, то муфта блокирует, если фактическая скорость промаха падает ниже скоростного допуска. Значением по умолчанию является 0.001 rad/s.

Engagement threshold pressure

Минимальный P давления _th, в котором участвует муфта. Если входной сигнал давления падает ниже этого порога, муфта автоматически расцепляет. Значением по умолчанию является 100 Pa.

Вязкие потери

Viscous drag torque coefficient: Вязкий коэффициент трения μ применился к относительному промаху ω между осями последователя и основой. Значением по умолчанию является 0 N*m/(rad/s).

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 только видимы, 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 изменяет эффективность компонента согласно вектору эффективности, который вы задаете, влияя на запутывающий запуск или потери трения. Значением по умолчанию является 300 K.

Документация

Дисковая муфта сцепления

Библиотека

Описание

Дисковая модель муфты сцепления

Сожмите переменную, состояние и сводные данные режима

Отношение к основной муфте сцепления

Кинетическое трение

Статическое трение

Состояние ожидания: блокировка и разблокирование

Степень, рассеянная муфтой

Тепловое моделирование

Порты

Параметры

Геометрия

Трение

Вязкие потери

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

Дисковая муфта сцепления

Библиотека

Описание

Дисковая модель муфты сцепления

Сожмите переменную, состояние и сводные данные режима

Отношение к основной муфте сцепления

Кинетическое трение

Статическое трение

Состояние ожидания: блокировка и разблокирование

Степень, рассеянная муфтой

Тепловое моделирование

Порты

Параметры

Геометрия

Трение

Вязкие потери

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™.