Двусторонний синхронизатор

Компенсационные конические собакой пары муфты, собранные симметрично о переводном стопоре, чтобы обеспечить сглаженное обязательство механизма

Библиотека

Simscape / Автомобильная трансмиссия / Муфты

Описание

Блок представляет двусторонний синхронизатор, который содержит две компенсационных муфты собаки, две компенсационных конических муфты и один переводный стопор. Переключите перевод связи вдоль отрицательных причин направления муфты, чтобы затронуть звонок с концентратором A. Переключите перевод связи вдоль положительных причин направления муфты, чтобы затронуть звонок с концентратором B. Когда значение перевода связи сдвига меньше, чем конический разрыв кольцевого концентратора муфты, синхронизатор находится в нейтральном режиме и не передает крутящий момент.

Схематическое иллюстрирует двусторонний синхронизатор в разъединенном состоянии. В этом состоянии звонок (R) и концентратор (HA и HB) валы могут вращаться независимо на различных скоростях. Как связь сдвига (S) переводит в отрицательном направлении, поверхности конической муфты A (CCA) входят в контакт. Трение в конической муфте уменьшает различие в скорости вращения между валами. Когда сила на связи сдвига превышает пиковую силу стопора (D), зубы муфты собаки (T) могут участвовать. Сила пика стопора должна быть такова, что коническая муфта имеет достаточно времени и нормальной силы, чтобы принести валы к достаточно подобным скоростям, чтобы позволить участие муфты собаки. Точно так же перевод связи сдвига вдоль положительного направления позволяет поверхностям конической муфты B (CCB) входить в контакт и может позволить валу звонка взаимодействовать с валом концентратора B (HB).

Модель реализует два блока Муфты Собаки, один Переводный Стопор и два измененных блока Муфты Собаки. Обратитесь к каждой странице с описанием блока для получения дополнительной информации о соответствующей функции блока.

Связи R, HA и HB являются механическими вращательными портами сохранения, которые представляют звонок (R), концентратор A (HA) и концентратор B (HB), соответственно. Связь S является механическим переводным портом сохранения, который представляет кольцевой указатель переключателя.

X1 связей и X2 являются портами физического сигнала, которые выводят положения связи сдвига муфт собаки и конических муфт, соответственно. Следующие таблицы обеспечивают значения X1 и X2 в общих случаях обязательства муфты.

Состояние муфты собакиX1
Разъединенный0
Полностью занятый концентратором AОтрицательная сумма разрыва кольцевого концентратора и зубной высоты
Полностью занятый концентратором BПоложительная сумма разрыва кольцевого концентратора и зубной высоты
Коническое состояние муфтыX2
Разъединенный0
Полностью занятый концентратором AОтрицательная величина разрыва кольцевого концентратора
Полностью занятый концентратором BПоложительное значение разрыва кольцевого концентратора

Значения X1 и X2 являются нулем, когда синхронизатор полностью расцеплен. Когда муфта собаки полностью занята концентратором A, X1 равен отрицательной сумме своего разрыва кольцевого концентратора и зубной высоты. Когда муфта собаки полностью занята концентратором B, X1 равен положительной сумме своего разрыва кольцевого концентратора и зубной высоты. Когда коническая муфта полностью занята концентратором A, X2 равен отрицанию своего разрыва кольцевого концентратора. Когда коническая муфта полностью занята концентратором B, X2 равен своему разрыву кольцевого концентратора.

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.

Предположения и ограничения

  • Модель не составляет эффекты инерции. Можно добавить блок Simscape™ Inertia в каждом порте, чтобы добавить инерцию в модель синхронизатора.

Порты

S

Сохранение переводного порта, который представляет связь сдвига

R

Сохранение вращательного порта, который представляет кольцевой вал

HA

Сохранение вращательного порта, который представляет вал концентратора A

HB

Сохранение вращательного порта, который представляет вал концентратора B

X1

Выходной порт физического сигнала, который измеряет значение перевода муфты собаки

X2

Выходной порт физического сигнала, который измеряет значение конического перевода муфты

T

Тепловой порт сохранения. Тепловой порт является дополнительным и является скрытым по умолчанию. Чтобы представить порт, выберите вариант, который включает тепловой порт.

Параметры

Муфта собаки

Методы, которые доступны для параметризации передачи крутящего момента, зависят от варианта блока, который вы используете. Если вы используете вариант по умолчанию, который не имеет никакого теплового порта, вы параметризовали блок с помощью одной из опций для параметра Torque Transmission Model. Если вы выбираете вариант, который имеет тепловой порт, вы параметризовали блок на основе температуры. Модели обеспечивают эти общие параметры:

Clutch teeth mean radius

Средний радиус зубов муфты. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 50 mm.

Maximum engagement speed

Относительная угловая скорость между звонком и валами концентратора, выше которых не может участвовать муфта собаки. Значение характерно для определенной коробки передач или передачи и должно быть минимизировано, чтобы избежать высокого динамического влияния во время зацепления. Значением по умолчанию является inf rad/s.

 Дополнительные параметры для варианта блока по умолчанию

 Дополнительные параметры для теплового варианта блока

Коническая муфта

Общие параметры для конической муфты:

Contact surface maximum diameter

Наружный диаметр полотна материала трения, которое выравнивает конические диски муфты. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 150 mm.

Contact surface minimum diameter

Внутренний диаметр полотна материала трения, которое выравнивает конические диски муфты. Параметр должен быть больше, чем нуль, но меньшим, чем значение Contact surface maximum diameter.

Cone half angle

Половина угла конуса муфты. Параметр должен быть больше, чем нуль и меньше чем или равным 90 градусам. Значением по умолчанию является 12 deg.

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.

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:

    • Видимо, только 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

  • Table lookup kinetic friction coefficient — Задайте кинетический коэффициент трения одномерным поиском по таблице на основе относительной угловой скорости между дисками. Эта опция:

    • Видимо, только если вы используете вариант по умолчанию блока

    • Влияет на видимость других параметров

     Table lookup kinetic friction coefficient

  • Temperature-dependent kinetic friction coefficient — Задайте кинетический коэффициент трения поиском по таблице на основе температуры. Эта опция:

    • Видимо, только 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 and speed-dependent kinetic friction coefficient — Задайте кинетический коэффициент трения поиском по таблице на основе температуры и относительной угловой скорости между дисками. Эта опция:

    • Видимо, только если вы используете вариант по умолчанию блока

    • Влияет на видимость других параметров

     Temperature and speed-dependent kinetic friction coefficient

Стопор

Peak force

Пиковая сила сдвига стопора. Значением по умолчанию является 500 N.

Notch width

Ширина области, где стопор показывает силу сдвига. Значением по умолчанию является 3 mm.

Viscous friction coefficient

Вязкий коэффициент трения в поверхности контакта стопора. Параметр должен быть больше, чем или равным нулю. Значением по умолчанию является 0.1 N/(m/s).

Friction to peak force ratio

Отношение кинетического трения к пиковой силе сдвига стопора. Параметр используется, чтобы установить значение кинетического трения. Параметр должен быть больше, чем или равным нулю. Значением по умолчанию является 0.01.

Friction velocity threshold

Скорость требуется для пикового кинетического трения в поверхности контакта стопора. Параметр гарантирует, что сила непрерывна, когда направление перемещения изменяется, увеличивая числовую устойчивость симуляции. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 0.05 m/s.

Переключите связь

Ring-hub clearance when dog clutch disengaged

Расстояние между звонком и собакой сжимает концентратор со звонком, от которого полностью отрекаются. Параметр указывает, что максимум путешествует на расстояние, если требования обязательства не удовлетворяются. Параметр должен быть больше, чем значение Ring-hub clearance when cone clutch disengaged. Значением по умолчанию является 5 mm.

Tooth overlap to engage

Минимальное значение зуба накладывается, вне которого муфта собаки рассматривается занятой. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 3 mm.

Tooth height

Высота собаки сжимает зубы. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 10 mm.

Ring-hub clearance when cone clutch disengaged

Расстояние между звонком и конусом сжимает концентратор, когда от звонка полностью отрекаются. Коническая муфта может начать участвовать, если ползунок перевел это расстояние. Звонок может путешествовать только на это расстояние, если требования обязательства не удовлетворены. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 3 mm.

Dog clutch ring stop stiffness

Жесткость жестких остановок с обеих сторон собаки сжимает звонок. Модель принимает звонок, и остановки ведут себя эластично. Свяжитесь деформация пропорциональна приложенной силе и обратной величине жесткости контакта. Значение жесткости должно быть присвоено со ссылкой на параметр Tooth overlap to engage. Слишком низкая жесткость могла заставить деформацию превышать необходимое перекрытие и инициировать ложное обязательство. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 1e+6 N/m.

Cone clutch ring stop stiffness

Жесткость жестких остановок с обеих сторон конического звонка муфты. Модель принимает звонок, и остановки ведут себя эластично. Свяжитесь деформация пропорциональна приложенной силе и обратной величине жесткости контакта. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 1e+6 N/m.

Dog clutch ring stop damping

Переводное затухание контакта между собакой сжимает звонок и концентратор. Значение затухания обратно пропорционально количеству колебаний, которые происходят после влияния. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 1e+3 N/(m/s).

Cone clutch ring stop damping

Переводное затухание контакта между конической муфтой звонит и концентратор. Значение затухания обратно пропорционально количеству колебаний, которые происходят после влияния. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 1e+3 N/(m/s).

Viscous friction coefficient

Вязкий коэффициент трения для относительного переводного движения между концентратором и звонком. Значение параметра зависит от состояния смазки и качества контакта с поверхностями. Коэффициент должен быть больше, чем или равным нулю. Значением по умолчанию является 100 N/(m/s).

Начальные условия

Initial state

Начало настройки конуса и муфт собаки. Выбор включает:

  • Cone clutch A and dog clutch A locked

  • Cone clutch A locked

  • All clutches unlocked

  • Cone clutch B locked

  • Cone clutch B and dog clutch B locked

Настройкой по умолчанию является All clutches unlocked.

Dog clutch initial shift linkage position

Исходное положение секции связей сдвига, которая присоединяет к муфте собаки. Значение параметра имеет следующие ограничения:

Состояние муфты собакиОграничение параметра
Муфта собаки Первоначально занятыйОтрицательный из значения параметров должно быть больше, чем сумма параметров Ring-hub clearance when dog clutch disengaged и Tooth overlap to engage
Муфта собаки Первоначально разъединенныйОтрицательный из значения параметров должно быть меньшим, чем сумма параметров Ring-hub clearance when dog clutch disengaged и Tooth overlap to engage
Муфта собаки B Первоначально занятыйЗначение параметров должно быть больше, чем сумма параметров Ring-hub clearance when dog clutch disengaged и Tooth overlap to engage
Муфта собаки B Первоначально расцепленныйЗначение параметров должно быть меньшим, чем сумма параметров Ring-hub clearance when dog clutch disengaged и Tooth overlap to engage

Значением по умолчанию является 0 mm.

Cone clutch initial shift linkage position

Исходное положение секции связей сдвига, которая присоединяет к конической муфте. Значение параметра имеет следующие ограничения:

Состояние муфты собакиОграничение параметра
Конус сжимает первоначально занятыйОтрицательный из параметра должно быть больше, чем значение Ring-hub clearance when cone clutch disengaged
Конус сжимает первоначально разъединенныйОтрицательный из параметра должно быть меньшим, чем значение Ring-hub clearance when cone clutch disengaged
Коническая муфта B первоначально занятыйПараметр должен быть больше, чем значение Ring-hub clearance when cone clutch disengaged
Коническая муфта B первоначально расцепленныйПараметр должен быть меньшим, чем значение Ring-hub clearance when cone clutch disengaged

Значением по умолчанию является 0 mm.

Initial dog clutch ring-hub A offset angle

Начальный угол между звонком и концентратором фрагменты муфты собаки. Если муфта расцеплена, начальный угол должен находиться в диапазоне-π/N ≤ θ ≤ + π/N, где N обозначает количество зубов в муфте собаки. Если муфта занята, начальный угол должен быть в области значений-δ/2 ≤ θ ≤ + δ/2, где δ является углом обратной реакции. Значением по умолчанию является 0 deg.

Этот параметр только видим, если вы выбираете вариант блока, который не включает тепловой порт и установить Dog Clutch> Torque transmission model к Dynamic with backlash.

Initial dog clutch ring-hub B offset angle

Начальный угол между звонком и концентратором B фрагменты муфты собаки. Если муфта расцеплена, начальный угол должен находиться в диапазоне-π/N ≤ θ ≤ + π/N, где N обозначает количество зубов в муфте собаки. Если муфта занята, начальный угол должен быть в области значений-δ/2 ≤ θ ≤ + δ/2, где δ является углом обратной реакции. Значением по умолчанию является 0 deg.

Этот параметр только видим, если вы выбираете вариант блока, который не включает тепловой порт и установить Dog Clutch> Torque transmission model к Dynamic with backlash.

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 100 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.

Линеаризация и симуляция в реальном времени

Линеаризация

Чтобы оптимизировать вашу модель для линеаризации, используйте Dog Clutch> настройка по умолчанию параметра Torque transmission model, Friction clutch approximation - Suitable for HIL and linearization.

Аппаратно-программное моделирование

Для оптимальной производительности симуляции используйте Dog Clutch> настройка по умолчанию параметра Torque transmission model, Friction clutch approximation - Suitable for HIL and linearization.

Расширенные возможности

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

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте