Гидротрансформатор
Вязкая гидромуфта между вращающимися валами автомобильной трансмиссии
Библиотека
Simscape / Автомобильная трансмиссия / Couplings & Drives
Описание
Гидротрансформатор связывает две оси автомобильной трансмиссии, передавая крутящий момент и угловое движение гидродинамическим действием вязкой жидкости. В отличие от муфты сцепления, гидротрансформатор не может заблокировать оси вместе. Блок Torque Converter действует между этими двумя портами I и T. Блок действует как функция поиска относительной угловой скорости двух связанных осей автомобильной трансмиссии. Эта функция задана в дискретных угловых скоростях. Для образцовых деталей см. Модель Гидротрансформатора.
Порты и соглашения
Порт рабочего колеса или насоса I и турбинный порт T являются вращательными портами сохранения.
Блок Torque Converter следует этим соглашениям:
Порт рабочего колеса я - порт, который соединяется с механизмом и турбинным портом T, является портом, который соединяется с загрузкой. В нормальном функционировании степень таким образом вытекает из рабочего колеса к турбине.
Прямой поток энергии подразумевает степень, вытекающую из меня к T. Противоположный поток энергии подразумевает степень, вытекающую T мне.
Входная мощность через вал с большей скоростью. Выходная мощность через вал с меньшей скоростью.
Параметры
Закрутите характеристики
- Speed ratio vector
Вектор значений независимой переменной, безразмерное отношение скорости R ω. Необходимо заказать эти значения в порядке возрастания.
- Torque ratio vector
Вектор значений первой зависимой переменной функции блока, безразмерное отношение крутящего момента R τ. Каждое значение отношения крутящего момента соответствует значению отношения скорости.
- Capacity factor parameterization
Определение коэффициента нагрузки, любой K (отношение скорости рабочего колеса ω I к квадратному корню из рабочего колеса закручивают τ I), или K* (отношение τ I к ω 2I). Значением по умолчанию является K.
- Capacity factor reference speed
Выбор скорости в определении коэффициента нагрузки, в зависимости от отношения скорости R ω. Выберите также:
Скорость рабочего колеса ω I для всех значений R ω.
Скорость рабочего колеса ω I для R ω <1 и турбинная скорость ω T для R ω> 1.
- Capacity factor vector
Вектор значений второй зависимой переменной функции блока, коэффициент нагрузки преобразования крутящего момента K. Каждое значение коэффициента нагрузки соответствует значению отношения скорости.
Из выпадающего списка выберите модули.
Если вы выбираете определение коэффициента нагрузки по умолчанию K, модули по умолчанию являются радианами/секунда / √ (ньютон-метры) (
rad/s/(N*m)^0.5).Если вы выбираете альтернативное определение коэффициента нагрузки K*, модули по умолчанию являются ньютон-метрами / (радианы/секунда) 2 (
N*m/(rad/s)^2).
- Interpolation method
Интерполирует отношение крутящего момента и функции коэффициента нагрузки между дискретными относительными скоростными значениями в области определения. Значением по умолчанию является
Linear.- Extrapolation method
Экстраполирует отношение крутящего момента и функции коэффициента нагрузки вне области определения. Значением по умолчанию является
Linear.
Динамика
- Model transmission lag
Выберите, как смоделировать задержку передачи от входа, чтобы вывести карданный вал. Значением по умолчанию является
Specify time constant and initial torque.No lag — Suitable for HIL simulation— Передача крутящего момента мгновенна.Specify time constant and initial value— Крутящий момент передается с задержкой. Если вы выбираете эту опцию, панель изменяется от ее значения по умолчанию.
Модель гидротрансформатора
Гидротрансформатор является механизмом для передачи крутящего момента между валами рабочего колеса и турбины. Поскольку связь я и T происходим вязким действием, передача крутящего момента зависит от различия ω = ω T – ω I ≠ 0 или отношение скорости R ω ≠ 1. В нормальном функционировании эти две оси имеют различные скорости, и выходная скорость оси никогда точно достигает входной скорости оси. Передача крутящего момента является самой большой, когда R ω → 0 или ∞, и уменьшается как R ω → 1. Поскольку R ω никогда не может достигать точно один, гидротрансформатор всегда передает некоторый крутящий момент.
Отношение скорости, отношение крутящего момента и коэффициент нагрузки
Вы задаете отношение крутящего момента и коэффициент нагрузки гидротрансформатора как дискретные функции отношения скорости с табличными векторными записями. Три вектора значений переменных должны иметь ту же длину.
Отношение скорости R ω является турбиной угловая скорость, разделенная на рабочее колесо угловая скорость:
R ω = ω T/ωI.
Отношением крутящего момента R τ является вывод (турбина) крутящий момент, разделенный на вход (рабочее колесо) крутящий момент:
R τ = τ T/τI.
Коэффициент нагрузки K или K* задан двумя способами к R ω <1, или со значением по умолчанию или с альтернативным определением:
Значение по умолчанию, входная скорость, разделенная на квадратный корень из входного крутящего момента:
K = ω I / √τI.
Альтернатива, входной крутящий момент, разделенный на квадрат входной скорости:
K* = τ I / ω 2I.
Скоростью ссылки коэффициента нагрузки для R ω> 1 является ω I по умолчанию. Таким образом, входная скорость ω, я используюсь в отношении, которое задает или K или K*.
Для R ω> 1, альтернативный выбор для ссылочной скорости состоит в том, чтобы заменить ω I выходной скоростью ω T в этом отношении определения.
Эти две зависимые переменные, R τ и K, являются функциями независимой переменной R ω. Они задают характеристики гидротрансформатора:
Rτ = R τ (R ω), K = K (R ω).
Продолжение около отношения скорости единицы
Если вы не задаете данные о коэффициенте нагрузки для отношения скорости 1, блок использует значение коэффициента нагрузки 10*KMax, где K Max является максимальным значением в заданном векторе коэффициента нагрузки. Соответствующее отношение крутящего момента принято, чтобы быть 0. Для всех других значений отношения скорости, не явным образом заданных в данных об интерполяционной таблице, блок использует метод интерполяции или экстраполяции, выбранный в диалоговом окне блока.
Мгновенная передача крутящего момента
Когда нет никакой задержки, входное рабочее колесо (I) и выходная турбина (T) крутящие моменты:
τ I = sgn (1 – ω T/ωI) · [ω I / K] 2, τ T = τ I · R τ,
в нормальном функционировании (передают поток энергии).
Изолированная передача крутящего момента
Можно опционально включать эффект задержки передачи крутящего момента, вызванной внутренним потоком жидкости и сжимаемостью. Вместо τ T и τ я мгновенно ограничиваемый друг другу, задержка первого порядка вводит отсроченную реакцию в крутящем моменте рабочего колеса:
t c · (d τ I/dt) + τ I = τ I (устойчивое состояние).
Предыдущая мгновенная функция коэффициента нагрузки K определяет установившееся значение τ I.
Ограничения
Вал рабочего колеса должен всегда вращаться в положительном направлении. Симуляция не допустима для ω I <0.
Если вы управляете Гидротрансформатором из источника крутящего момента, такого как Типичный Engine, необходимо включать инерцию в источник, чтобы представлять механизм, инерцию вала или другие исходные компоненты. Чтобы гарантировать, что рабочее колесо запускается путем вращения в положительном направлении, устанавливает начальную скорость для этой инерции к положительному значению.
Закрутите задержку передачи
Гидротрансформаторы отстают в их ответе на изменение входного крутящего момента. По умолчанию Гидротрансформатор не включает задержки в свой ответ. Можно включать задержку ответа путем определения временной константы. Симуляция задержки увеличивает точность модели, но уменьшает производительность симуляции. Смотрите Настраивают Точность Модели.
Симуляция в реальном времени
Аппаратно-программное моделирование
Для оптимальной производительности симуляции, для Dynamics> параметр Model transmission lag, выбирают No lag - Suitable for HIL simulation.
Ссылка
Ассоциация инженеров автомобилестроения, гидродинамический тестовый код диска (поверхностные методические рекомендации автомобиля), SAE J643, май 2000.