Динамическая коробка передач с переменным и управляемым передаточным отношением, соответствием передачи и потерями трения
Simscape / Автомобильная трансмиссия / Couplings & Drives
Блок Variable Ratio Transmission представляет коробку передач, которая динамически передает движение и крутящий момент между двумя связанными осями карданного вала, основой и последователем.
Игнорируя динамику соответствия передачи, карданные валы ограничиваются к corotate с переменным передаточным отношением, которым вы управляете. Можно выбрать, вращается ли ось последователя в том же или противоположном направлении как основная ось. Если они вращаются в том же направлении, ω F и ω B имеют тот же знак. Если они вращаются в противоположных направлениях, ω F и ω B имеют противоположные знаки.
Соответствие передачи вводит внутреннюю задержку между движениями оси. Поэтому различающийся механизм, переменная передача отношения не действует как кинематическое ограничение. Можно также управлять потерей крутящего момента, вызванной передачей и вязкими потерями. Для образцовых деталей см. Переменную Модель Передачи Отношения.
B и F являются вращательным представлением портов сохранения, соответственно, основой и карданными валами последователя.
Вы задаете безразмерное переменное передаточное отношение FB g (t) как функция времени во входе физического сигнала в порте r. Если значение сигналов становится нулем или отрицательный, остановки симуляции с ошибкой.
Переменная Передача Отношения является динамическим механизмом для передачи движения и крутящего момента между основой и последователем.
Если относительное соответствие, ϕ между осями отсутствует, блок, эквивалентно механизму с переменным отношением FB g (t). Такой механизм налагает зависящее от времени кинематическое ограничение на движения этих двух карданных валов:
ω B = ±gFB (t) · ω F, τ F = ±gFB (t) · τ B.
Однако Переменная Передача Отношения действительно включает соответствие между осями. Динамическое движение и передача крутящего момента заменяют кинематическое ограничение с ненулевым ϕ, который динамически отвечает через параметры подхалимства k p и k v:
d ϕ/dt = ±gFB (t) · ω F – ω B,
τ B = –kpϕ – k vdϕ/dt,
±gFB (t) · τ B + τ F – потеря τ = 0.
Потеря τ = 0 в идеальном случае.
Можно оценить основное угловое соответствие k p от временной константы передачи t c и инерция J: k p = J (2π/tc) 2.
Можно оценить основное угловое скоростное соответствие k v от временной константы передачи t c, инерция J и коэффициент затухания C: k v = (2Ctc)/2π = 2C √ (J/kp).
С неидеальной передачей крутящего момента, потеря τ ≠ 0. Потери в Переменной Передаче Отношения моделируются так же к тому, как потери моделируются в неидеальных механизмах. Для получения общей информации о неидеальном моделировании механизма смотрите Образцовые Механизмы с Потерями.
В неидеальной коробке передач угловые движущие силы скорости и соответствия неизменны. Переданный крутящий момент и степень уменьшаются:
Кулоново трение (например, между поясом и колесом или внутренними потерями пояса из-за протяжения) охарактеризованный эффективностью η.
Вязкая связь карданных валов с подшипниками, параметризованными вязкими коэффициентами трения μ.
Потеря τ = τ Coul · tanh (4ωout/ωth) + μ BωB + μ FωF, τ Coul = |τF| · (1 – η).
Когда угловая скорость изменяет знак, гиперболическая касательная упорядочивает изменение знака в кулоновом крутящем моменте трения.
| Поток энергии | Условие потерь мощности | Выведите карданный вал ω |
|---|---|---|
| Передать | ω BτB> ω FτF | Последователь, ω F |
| Реверс | ω BτB <ω FτF | Основа, ω B |
Потеря трения, представленная эффективностью, η полностью применяется, только если абсолютное значение последователя угловая скорость ω F больше, чем скоростной порог ω th.
Если эта абсолютная скорость является меньше, чем ω th, фактическая эффективность автоматически упорядочена одной в нулевой скорости.
Из выпадающего списка выберите, как выходной карданный вал вращается относительно входного карданного вала. Значением по умолчанию является In same direction as input shaft.
Обратная величина передачи угловое соответствие k p, угловое смещение на модульный крутящий момент, измеренный в основе. Значением по умолчанию является 30000.
Из выпадающего списка выберите модули. Значением по умолчанию являются ньютон-метры/радиан (N*m/rad).
Обратная величина передачи угловое соответствие, ослабляющее k v, угловую скорость на модульный крутящий момент, измеренный в основе. Значением по умолчанию является 0.05.
Из выпадающего списка выберите модули. Значением по умолчанию являются ньютон-метры / (радиан/секунда) (N*m/(rad/s)).
Крутящий момент, примененный в основном карданном вале в начале симуляции (t = 0). Значением по умолчанию является 0.
Из выпадающего списка выберите модули. Значением по умолчанию являются ньютон-метры (N*m).
Выберите, как реализовать потери трения от неидеальной передачи крутящего момента. Значением по умолчанию является No losses.
No losses — Suitable for HIL simulation — Передача крутящего момента идеальна.
Constant efficiency — Передача крутящего момента через коробку передач уменьшается постоянной эффективностью η, удовлетворяющий 0 <η ≤ 1. Если вы выбираете эту опцию, панель изменяется от ее значения по умолчанию.
Вектор вязких коэффициентов затухания [μ B μ F] примененный в основе и карданных валах последователя, соответственно. Значением по умолчанию является [ 0 0 ].
Из выпадающего списка выберите модули. Значением по умолчанию являются ньютон-метры / (радиан/секунда) (N*m/(rad/s)).
Для оптимальной производительности симуляции используйте Transmission Losses> настройка по умолчанию параметра Losses model, No losses - Suitable for HIL simulation.
