Модель sdl_transmission_4spd_crcr моделирует полную ходовую часть. Этот пример помогает вам понять, как смоделировать компоненты автомобильной трансмиссии с блоками Simscape™ Driveline™, соединить их в реалистическую модель, используйте блоки Simulink® и различные подсистемы в моделировании автомобильной трансмиссии, и моделируйте и измените модель ходовой части.
Этот механизм автомобильной трансмиссии является частью полного автомобиля без механизма или связи ходовой части механизма, и без итогового дифференциала и блока колеса. Модель включает крутящий момент приведения в действие, драйвер и управляемые валы, передачу с четырьмя скоростями и тормозящую муфту.
Для полной модели автомобиля, которая использует эту ходовую часть, см. модель sdl_car в качестве примера и Полную Модель Автомобиля.
Модель sdl_transmission_4spd_crcr содержит автомобильную трансмиссию, которая принимает ведущий крутящий момент. Система автомобильной трансмиссии передает этот крутящий момент и связанное угловое движение от входа или карданного вала к выводу или управляемого вала через передачу. Модель включает CR-CR (поставщик услуг звонят звонок поставщика услуг) подсистема передачи, с четырьмя скоростями, на основе двух механизмов и четырех муфт. (Пример не использует реверсор в передаче CR-CR.) Можно установить передачу на четыре различных комбинации механизма, позволив четыре различных эффективных крутящих момента и угловые скоростные отношения. Пятая муфта, вне передачи, действует как тормоз на управляемом вале.
Подсистема передачи иллюстрирует критическую функцию проекта передачи, расписания муфты. Чтобы быть полностью занятой, передача, с четырьмя муфтами и двумя планетарными механизмами, требует, чтобы две муфты были заблокированы, и другие два разблокированы в любое время. (Муфта реверса передачи не применима здесь.), выбор которого две муфты заблокировать определяют эффективное передаточное отношение через передачу. Расписание муфты является отношением, показанным в таблице заблокированных и свободных муфт, соответствующих различным настройкам механизма. Если все четыре муфты разблокированы, передача находится в нейтральном. Если муфты расцеплены, никакой крутящий момент или движение вообще не передаются через передачу.
Сожмите расписание для передачи с 4 скоростями CR-CR
| Установка механизма | Сожмите состояние | Сожмите состояние B | Сожмите состояние C | Сожмите состояние D | Сожмите состояние R | Управляйте отношением |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | L | F | F | L | F | 1 + g o |
| 2 | L | F | L | F | F | 1 + g o / (1 + g i) |
| 3 | L | L | F | F | F | 1 |
| 4 | F | L | L | F | F | g i / (1 + g i) |
| Реверс | F | F | F | F | L | – g i |
L = заблокированный
F = свободный
g i = Вход Планетарное передаточное отношение звонка к солнцу Механизма
g o = Вывод Планетарное передаточное отношение звонка к солнцу Механизма
Различный блок Subsystem управляет переключениями передач передачи. Этот блок, названный Управлением Муфтой, содержит два дочерних блока подсистемы, которые обеспечивают различные режимы управления муфты или варианты:
Руководство — муфты передачи переключателя Manually.
Запрограммированный — передача переключателя Automatically сжимает согласно запрограммированному расписанию муфты.
Во время симуляции один вариант становится активным, в то время как другой не делает. Выбор активного варианта определяет, какая дочерняя подсистема управляет переключениями передач. По умолчанию Запрограммированный вариант активен, и переключения передач следуют запрограммированному расписанию муфты. Чтобы переключить механизмы вручную во время симуляции, измените активный вариант на Руководство.
Чтобы открыть модель передачи в качестве примера CR-CR, в командной строке MATLAB®, входят
sdl_transmission_4spd_crcr
Исследуйте модель и ее структуру. Основное окно модели содержит подсистему передачи, входной блок вала и выходной блок вала. Каждый блок состоит из оси автомобильной трансмиссии с прикладным затуханием и крутящими моментами инерции. Каждый карданный вал балансирует крутящие моменты, примененные через его концы с силами инерции и затуханием. Сетевой крутящий момент передается вдоль автомобильной трансмиссии.
Основная модель также включает муфту тормоза. Когда эта муфта заблокирована, вал замедляется, но не обязательно останавливается. Передача может быть занята в то же время, что и тормоз. Если передача занята, муфта остается разблокированной.
Основное окно модели
Откройте каждую подсистему.
Подсистема передачи содержит четыре муфты, два планетарных механизма и четыре инерции (вращающий тела). Игнорируя реверсор и его муфту, эта передача имеет четыре возможных (прямых) настройки механизма. Точно две муфты должны быть заблокированы в любой момент для передачи, чтобы начать и избежать конфликтных ограничений на движения механизма.
CR-CR подсистема передачи с 4 скоростями
Подсистема варианта Управления Муфтой обеспечивает давления, которые блокируют необходимые муфты. В его состоянии по умолчанию контроллер муфты запрограммирован, чтобы переместить передачу через фиксированную последовательность механизмов, затем разблокировать все муфты передачи. Эта управляющая программа позволяет управляемому валу “курсировать” какое-то время, и затем затрагивать и блокировать муфту тормоза, чтобы остановить управляемый вал.
Сожмите подсистему управления
Подсистема Осциллографов обеспечивает блоки Осциллографа, чтобы отобразить давление муфты и скоростные сигналы вала ввода и вывода.
Подсистема осциллографов
Отобразить поведение модели автомобильной трансмиссии CR-CR:
Откройте подсистему Осциллографов и затем блок Scope. Закройте подсистему Осциллографов.
Нажмите Start. Образцовые шаги через механизмы и затем тормозят.
Наблюдайте, как сигналы давления муфты перемещают передачу в один механизм за другим, в 0, 5, 10, и 15 секунд времени симуляции. Чтобы определить, который реализуют настройки механизма модель, сравните эти сигналы давления муфты с расписанием муфты в подсистеме передачи CR-CR. Модель продвигается через механизмы 1, 2, 3, и 4, прежде, чем курсировать и затем тормозить.
Чтобы сравнить угловые скорости валов ввода и вывода, нажмите Plot speeds. Фигура, которая содержит Скорости Вала и состояния Муфты, открывается.
В передаче два планетарных механизма связываются по-разному в различных настройках механизма, производя различные отношения между управляемым и скоростями вала драйвера. Эффективное отношение диска вывода, чтобы ввести валы является обратной величиной отношения вывода, чтобы ввести угловые скорости.
Масштабируйте, чтобы наблюдать результаты для скоростей вала 20–26 секунд.
Давления муфты передачи опускаются до нуля, и передача расцепляет. Передача прекращает передавать угловое движение и крутящий момент с драйвера на управляемый вал, и управляемый вал продолжает вращаться от одной только инерции. Маленькое кинетическое трение, ослабляющее постепенно, замедляет управляемый вал за следующие шесть секунд.
В 26 секунд времени симуляции давление муфты тормоза начинает повышаться с нуля, и муфта тормоза участвует. Управляемый вал замедляется более решительно теперь. 26.0–26.2 секунд, блокировки муфты тормоза и управляемый вал прекращают вращаться полностью.
Можно изменить эту модель в качестве примера, чтобы исследовать другие функции Simscape Driveline. Здесь вы изменяете и повторно выполняете модель, чтобы исследовать два аспекта ее движения.
Измерьте эффективное отношение диска передачи CR-CR в каждом механизме, устанавливающем это, это продвигается через.
Измените последовательность механизма.
Передача является набором двойных механизмов. Для конкретной установки механизма передачи фиксируется отношение управляемых (вывод) скорость вала к драйверу (вход). Отношение обратных величин, отношение диска, похоже на передаточное отношение отдельной связи механизма, но для целой передачи.
Отношение диска является отношением входа, чтобы вывести скорости вала. Добавьте и соедините необходимые блоки Simulink, чтобы измерить отношение диска для передачи с 4 скоростями CR-CR.
Соберите данные для угловой скорости для вала драйвера:
Сделайте копию подсистемы датчика S, которая соединяется с портом Out подсистемы передачи. Выходной датчик получает угловую скорость управляемого вала.
Соедините новую подсистему датчика с коннектором между входным блоком вала и портом In подсистемы передачи.
Чтобы вычислить отношение диска, от Браузера Библиотеки Simulink, от библиотеки Simulink> Math Operations, добавляет, блок Divide.
Чтобы визуализировать отношение диска, добавьте и сконфигурируйте блок Scope:
Сделайте копию блока Shaft Speed scope.
Поменяйте имя новый блок scope на Drive Ratio.
Откройте блок Drive Ratio.
Откройте параметры конфигурации для осциллографа.
На вкладке Display, набор Y-пределы (Минимум) к 0 и Y-пределам (Максимум) к 6.
Соедините блок как показано в фигуре.
Маркируйте входной сигнал к блоку Drive Shaft как Drive Ratio.
Моделируйте модель. Наблюдайте, как отношение диска продвигается через последовательность пятисекундных состояний, параллельно с давлениями муфты и режимами муфты, пока оно не достигает 20 секунд. Измерение отношения диска после 20 секунд не значимо, потому что передача разъединяется.
Сразу после 26 секунд опускается до нуля управляемая скорость вала, и блок Divide производит, делят на нуль предупреждения в командной строке MATLAB.
Консультируйтесь с таблицей, Расписанием Муфты для Передачи С 4 скоростями CR-CR. Проверяйте отношения диска на каждый механизм, 1, 2, 3, и 4, с точки зрения передаточных отношений двух Планетарных Механизмов в передаче. Определите численные значения для этих отношений диска для настроек 1, 2, 3 механизма, и 4. Затем проверяйте их по значениям, отображенным в осциллографе Отношения Диска.
Последовательность отношения диска равняется 3, 5/3, 1, и 2/3, соответственно, для первых, вторых, третьих, и четвертых интервалов пяти секунд каждый.
Когда вы сначала открываете пример sdl_transmission_4spd_crcr, подсистема варианта Управления Муфтой запрограммирована, чтобы продвинуться посредством настроек 1, 2, 3 механизма CR-CR, и 4, перед расцеплением. Измените его, чтобы продвинуться посредством настроек 1, 2, 3, и 1, затем расцепить. Четвертый механизм требует, чтобы A был свободен, B заблокирован, C заблокирован, и D свободен. Измените последовательность сигнала давления муфты с 15 до 20 секунд так, чтобы передача была установлена в первом, не четвертом, механизм. Первая передача требует муфт, что A и D заблокированы, и сжимает B, и C свободны.
Определите состояния муфты, которые соответствуют первой передаче. Обратитесь к таблице Clutch Schedule для Передачи С 4 скоростями CR-CR.
Дважды кликните подсистему Управления Муфтой.
В подсистеме Управления Муфтой дважды кликните Запрограммированный.
В Запрограммированной подсистеме дважды кликните Давления Муфты. Окно Signal Builder открывается сигналами давления муфты.
Во временном интервале 15–20 секунд обновите сигналы A муфты через D, чтобы совпадать с первой передачей. Муфты A и D должны заблокировать, в то время как муфты B и C должны остаться свободными. Задайте значение сигналов одного, чтобы заблокировать муфту, нуль, чтобы разблокировать его.
Измененные давления муфты передачи с 4 скоростями CR-CR
Запустите симуляцию.
Сожмите давления, сожмите режимы и управляемые скорости вала во временном интервале, 15–20 секунд теперь соответствуют первой передаче. Обратитесь к графику Отношения Диска для обновленной модели. Отношение изменилось от 2/3 (четвертый механизм) к 3 (первая передача) соответственно.
