Открытый дифференциал

Дифференциал как планетарный косоугольный механизм

Библиотека:
Powertrain Blockset / Ходовая часть / Финал Управляет Модулем
Vehicle Dynamics Blockset / Трансмиссия / Ходовая часть / Финал Управляет Модулем

Описание

Блок Open Differential реализует дифференциал как планетарную косоугольную зубчатую передачу. Блок соответствует, скос карданного вала связывают с короной (кольцевой) косоугольный механизм. Можно задать:

Отношение поставщика услуг к карданному валу
Коронуйте местоположение колеса
Вязкие и ослабляющие коэффициенты для осей и поставщика услуг

Используйте блок Open Differential для:

Динамически свяжите карданный вал постпередачи с осями колеса или универсальными соединениями
Упрощенные или более старые ходовые части модели, когда оптимальное регулирование тягового усилия не требует пассивной или активной векторизации крутящего момента
Механическая энергия модели, разделяющая в типичной коробке передач и сценариях строки диска

Блок подходит для использования в оборудовании в цикле рабочих процессах оптимизации и (HIL). Все параметры являются настраиваемыми.

Блок использует систему координат, которая производит положительную шину и движение автомобиля для стандартного механизма, передачи и дифференциальных настроек. Стрелки указывают на положительное движение.

Эффективность

Чтобы составлять эффективность блока, используйте параметр Efficiency factors. Эта таблица суммирует реализацию блока для каждой установки.

Установка Реализация

Установка	Реализация
`Constant`	Постоянная эффективность, которую можно установить с параметром Constant efficiency factor, eta.
`Driveshaft torque, temperature and speed`	Эффективность как функция основного входного крутящего момента механизма, температуры воздуха и скорости карданного вала. Используйте эти параметры, чтобы задать интерполяционную таблицу и точки останова: Efficiency lookup table, eta_tbl Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts Efficiency speed breakpoints, omega_bpts Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts Для температуры воздуха вы можете также: Выберите Input temperature, чтобы создать входной порт. Установите значение параметров Ambient temperature, Tamb. Чтобы выбрать метод интерполяции, используйте параметр Interpolation method. Для получения дополнительной информации смотрите Методы интерполяции (Simulink).

Constant

Постоянная эффективность, которую можно установить с параметром Constant efficiency factor, eta.

Driveshaft torque, temperature and speed

Эффективность как функция основного входного крутящего момента механизма, температуры воздуха и скорости карданного вала. Используйте эти параметры, чтобы задать интерполяционную таблицу и точки останова:

Efficiency lookup table, eta_tbl
Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts
Efficiency speed breakpoints, omega_bpts
Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts

Для температуры воздуха вы можете также:

Выберите Input temperature, чтобы создать входной порт.
Установите значение параметров Ambient temperature, Tamb.

Чтобы выбрать метод интерполяции, используйте параметр Interpolation method. Для получения дополнительной информации смотрите Методы интерполяции (Simulink).

Учет степени

Для учета степени блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины			Описание	Уравнения
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd` — Степень передается между блоками Положительные сигналы указывают на поток в блок Отрицательные сигналы указывают, вытекают из блока	`PwrDriveshft`	Механическая энергия от карданного вала	$η T_{d} ω_{d}$
		`PwrAxl1`	Механическая энергия от оси 1	$η T_{1} ω_{1}$
		`PwrAxl2`	Механическая энергия от оси 2	$η T_{2} ω_{2}$
	`PwrNotTrnsfrd` — Степень, пересекающая контур блока, но не переданный Положительные сигналы указывают на вход Отрицательные сигналы указывают на потерю	`PwrMechLoss`	Общие потери мощности	$\begin{array}{l} {\dot{W}}_{l o s s} = - (P_{t} + P_{d}) + P_{s} \\ P_{t} = η T_{d} ω_{d} + η T_{1} ω_{1} + η T_{2} ω_{2} \end{array}$
		`PwrDampLoss`	Потери мощности из-за затухания	$P_{d} = - (b_{1} \| ω_{1} \| + b_{2} \| ω_{2} \| + b_{d} \| ω_{d} \|)$
	`PwrStored` — Сохраненный тариф на энергоносители изменения Положительные сигналы указывают на увеличение Отрицательные сигналы указывают на уменьшение	`PwrStoredShft`	Изменение уровня сохраненной внутренней энергии	$P_{s} = - (ω_{1} {\dot{ω}}_{1} J_{1} + ω_{2} {\dot{ω}}_{2} J_{2} + ω_{d} {\dot{ω}}_{d} J_{d})$

Динамика

Блок Open Differential реализует эти дифференциальные уравнения, чтобы представлять механический динамический ответ для механизма короны, оставленного ось и правильную ось.

Механический динамический ответ	Дифференциальное уравнение
Коронуйте механизм	${\dot{ω}}_{d} J_{d} = η T_{d} - ω_{d} b_{d} - T_{i}$
Оставленная ось	${\dot{ω}}_{1} J_{1} = η T_{1} - ω_{1} b_{1} - T_{i 1}$
Правильная ось	${\dot{ω}}_{2} J_{2} = η T_{2} - ω_{2} b_{2} - T_{i 2}$

Механический динамический ответ

Дифференциальное уравнение

Коронуйте механизм

${\dot{ω}}_{d} J_{d} = η T_{d} - ω_{d} b_{d} - T_{i}$

Оставленная ось

${\dot{ω}}_{1} J_{1} = η T_{1} - ω_{1} b_{1} - T_{i 1}$

Правильная ось

${\dot{ω}}_{2} J_{2} = η T_{2} - ω_{2} b_{2} - T_{i 2}$

Блок Open Differential принимает жесткое соединение между механизмом короны и осями. Эти уравнения ограничений применяются.

$η T_{1} = η T_{2} = \frac{N}{2} T_{i}$

$ω_{d =} = \frac{N}{2} (ω_{1} + ω_{2})$

Уравнения используют эти переменные.

N	Передаточное отношение поставщика услуг к карданному валу
_Jd	Вращательная инерция блока механизма короны
_bd	Коронуйте механизм линейное вязкое затухание
_ωd	Карданный вал угловая скорость
η	Дифференциальная эффективность
_J1	Ось 1 вращательная инерция
_b1	Ось 1 линейное вязкое затухание
ω1	Ось 1 скорость
_J2	Ось 2 вращательной инерции
_b2	Ось 2 линейных вязких затухания
ω2	Ось 2 угловых скорости
_Td	Крутящий момент карданного вала
_T1	Ось 1 крутящий момент
_T2	Ось 2 крутящих момента
_Ti	Карданный вал внутренний крутящий момент сопротивления
_Ti1	Ось 1 внутренний крутящий момент сопротивления
_Ti2	Ось 2 внутренних крутящих момента сопротивления

Порты

Входные параметры

развернуть все

`DriveshftTrq` — Крутящий момент
`scalar`

Примененный входной крутящий момент, обычно от коленчатого вала механизма, в N · m.

`Axl1Trq` — Крутящий момент
`scalar`

Ось 1 крутящий момент, _T1, в N · m.

`Axl2Trq` — Крутящий момент
`scalar`

Ось 2 крутящих момента, _T2, в N · m.

`Temp` — Температура
`scalar`

Температура, в K.

Зависимости

Создать этот порт:

Установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.
Выберите Input temperature.

Вывод

развернуть все

`Информация` Сигнал шины
шина

Сигнал шины, содержащий эти вычисления блока.

Сигнал			Описание	Модули
`Driveshft`	`DriveshftTrq`		Крутящий момент карданного вала	N·
`Driveshft`	`DriveshftSpd`		Скорость карданного вала	rad/s
`Axl1`	`Axl1Trq`		Ось 1 крутящий момент	N·
`Axl1`	`Axl1Spd`		Ось 1 скорость	rad/s
`Axl2`	`Axl2Trq`		Ось 2 крутящих момента	N·
`Axl2`	`Axl2Spd`		Ось 2 скорости	rad/s
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`	`PwrDriveshft`	Механическая энергия от карданного вала	W
		`PwrAxl1`	Механическая энергия от оси 1	W
		`PwrAxl2`	Механическая энергия от оси 2	W
	`PwrTrnsfrd`	`PwrMechLoss`	Общие потери мощности	W
	`PwrTrnsfrd`	`PwrDampLoss`	Потери мощности из-за затухания	W
	`PwrStored`	`PwrStoredShft`	Изменение уровня сохраненной внутренней энергии	W

`DriveshftSpd` — Угловая скорость
`scalar`

Карданный вал угловая скорость, _ωd, в rad/s.

`Axl1Spd` — Угловая скорость
`scalar`

Ось 1 угловая скорость, _ω1, в rad/s.

`Axl2Spd` — Угловая скорость
`scalar`

Ось 2 угловых скорости, _ω2, в rad/s.

Параметры

развернуть все

Блокируйте опции

`Efficiency factors` — Задайте настройку
`Constant` (значение по умолчанию) | `Driveshaft torque, speed and temperature`

Установка Реализация

Установка	Реализация
`Constant`	Постоянная эффективность, которую можно установить с параметром Constant efficiency factor, eta.
`Driveshaft torque, temperature and speed`	Эффективность как функция основного входного крутящего момента механизма, температуры воздуха и скорости карданного вала. Используйте эти параметры, чтобы задать интерполяционную таблицу и точки останова: Efficiency lookup table, eta_tbl Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts Efficiency speed breakpoints, omega_bpts Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts Для температуры воздуха вы можете также: Выберите Input temperature, чтобы создать входной порт. Установите значение параметров Ambient temperature, Tamb. Чтобы выбрать метод интерполяции, используйте параметр Interpolation method. Для получения дополнительной информации смотрите Методы интерполяции (Simulink).

Constant

Постоянная эффективность, которую можно установить с параметром Constant efficiency factor, eta.

Driveshaft torque, temperature and speed

Efficiency lookup table, eta_tbl
Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts
Efficiency speed breakpoints, omega_bpts
Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts

Для температуры воздуха вы можете также:

Выберите Input temperature, чтобы создать входной порт.
Установите значение параметров Ambient temperature, Tamb.

`Метод интерполяции` Метод
`Flat` (значение по умолчанию) | `Nearest` | `Linear point-slope` | `Linear Lagrange` | `Cubic spline`

Для получения дополнительной информации смотрите Методы интерполяции (Simulink).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Input temperature` — Создайте входной порт
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите, чтобы создать входной порт Temp для температуры.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Crown wheel (ring gear) located` — Задайте связь колеса короны
`To the left of center-line` (значение по умолчанию) | `To the right of center-line`

Задайте связь колеса короны с карданным валом.

`Carrier to drive shaft ratio, Ndiff` — Отношение
`scalar`

Передаточное отношение поставщика услуг к карданному валу, N, безразмерный.

`Carrier inertia, Jd` — Инерция
`scalar`

Вращательная инерция блока механизма короны, _Jd, в kg · m^2. Можно включать инерцию карданного вала.

`Carrier damping, bd` — Затухание
`scalar`

Коронуйте механизм линейное вязкое затухание, _bd, в N · m·.

`Axle 1 inertia, Jw1` — Инерция
`scalar`

Ось 1 вращательная инерция, _J1, в kg · m^2.

`Axle 1 damping, bw1` — Затухание
`scalar`

Ось 1 линейное вязкое затухание, _b1, в N · m·.

`Axle 2 inertia, Jw2` — Инерция
`scalar`

Ось 2 вращательной инерции, _J2, в kg · m^2.

`Axle 2 damping, bw2` — Затухание
`scalar`

Ось 2 линейных вязких затухания, _b2, в N · m·.

`Axle 1 initial velocity, omegaw1o` — Угловая скорость
`scalar`

Ось 1 начальная скорость, _ωo1, в rad/s.

`Axle 2 initial velocity, omegaw2o` — Угловая скорость
`scalar`

Ось 2 начальных скорости, _ωo2, в rad/s.

Эффективность

`Constant efficiency factor, eta` — Эффективность
`1` (значение по умолчанию)

Постоянная эффективность, η.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Constant.

`Efficiency lookup table, eta_tbl` — Интерполяционная таблица
`M-by-N-by-L` массив

Безразмерный массив значений для эффективности как функция:

Крутящие моменты входа M
Скорость входа N
Температура воздуха L

Каждое значение задает эффективность для определенной комбинации крутящего момента, скорости и температуры. Размер массивов должен совпадать с размерностями, заданными крутящим моментом, скоростью и температурными векторами точки останова.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts` — Закрутите точки останова
`1`-by-`M` вектор

Вектор входного крутящего момента, точек останова для эффективности, в N · m.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Efficiency speed breakpoints, omega_bpts` — Точки останова скорости
`1`-by-`N` вектор

Вектор скорости, точек останова для эффективности, в rad/s.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts` — Температурные точки останова
`1`-by-`L` вектор

Вектор температуры окружающей среды устанавливает точки останова для эффективности в K.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Ambient temperature, Tamb` — Температура окружающей среды
`scalar`

Температура окружающего воздуха, _Tair, в K.

Зависимости

Включить этот параметр:

Установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.
Очистите Input temperature.

Документация

Открытый дифференциал

Описание

Эффективность

Учет степени

Динамика

Порты

Входные параметры

DriveshftTrq — Крутящий момент scalar

Axl1Trq — Крутящий момент scalar

Axl2Trq — Крутящий момент scalar

Temp — Температура scalar

Зависимости

Вывод

Информация Сигнал шины шина

DriveshftSpd — Угловая скорость scalar

Axl1Spd — Угловая скорость scalar

Axl2Spd — Угловая скорость scalar

Параметры

Блокируйте опции

Efficiency factors — Задайте настройку Constant (значение по умолчанию) | Driveshaft torque, speed and temperature

Метод интерполяции Метод Flat (значение по умолчанию) | Nearest | Linear point-slope | Linear Lagrange | Cubic spline

Зависимости

Input temperature — Создайте входной порт off (значение по умолчанию) | on

Зависимости

Crown wheel (ring gear) located — Задайте связь колеса короны To the left of center-line (значение по умолчанию) | To the right of center-line

Carrier to drive shaft ratio, Ndiff — Отношение scalar

Carrier inertia, Jd — Инерция scalar

Carrier damping, bd — Затухание scalar

Axle 1 inertia, Jw1 — Инерция scalar

Axle 1 damping, bw1 — Затухание scalar

Axle 2 inertia, Jw2 — Инерция scalar

Axle 2 damping, bw2 — Затухание scalar

Axle 1 initial velocity, omegaw1o — Угловая скорость scalar

Axle 2 initial velocity, omegaw2o — Угловая скорость scalar

Эффективность

Constant efficiency factor, eta — Эффективность 1 (значение по умолчанию)

Зависимости

Efficiency lookup table, eta_tbl — Интерполяционная таблица M-by-N-by-L массив

Зависимости

Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts — Закрутите точки останова 1-by-M вектор

Зависимости

Efficiency speed breakpoints, omega_bpts — Точки останова скорости 1-by-N вектор

Зависимости

Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts — Температурные точки останова 1-by-L вектор

Зависимости

Ambient temperature, Tamb — Температура окружающей среды scalar

Зависимости

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2017a

Документация Vehicle Dynamics Blockset

Поддержка

`DriveshftTrq` — Крутящий момент
`scalar`

`Axl1Trq` — Крутящий момент
`scalar`

`Axl2Trq` — Крутящий момент
`scalar`

`Temp` — Температура
`scalar`

`Информация` Сигнал шины
шина

`DriveshftSpd` — Угловая скорость
`scalar`

`Axl1Spd` — Угловая скорость
`scalar`

`Axl2Spd` — Угловая скорость
`scalar`

`Efficiency factors` — Задайте настройку
`Constant` (значение по умолчанию) | `Driveshaft torque, speed and temperature`

`Метод интерполяции` Метод
`Flat` (значение по умолчанию) | `Nearest` | `Linear point-slope` | `Linear Lagrange` | `Cubic spline`

`Input temperature` — Создайте входной порт
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Crown wheel (ring gear) located` — Задайте связь колеса короны
`To the left of center-line` (значение по умолчанию) | `To the right of center-line`

`Carrier to drive shaft ratio, Ndiff` — Отношение
`scalar`

`Carrier inertia, Jd` — Инерция
`scalar`

`Carrier damping, bd` — Затухание
`scalar`

`Axle 1 inertia, Jw1` — Инерция
`scalar`

`Axle 1 damping, bw1` — Затухание
`scalar`

`Axle 2 inertia, Jw2` — Инерция
`scalar`

`Axle 2 damping, bw2` — Затухание
`scalar`

`Axle 1 initial velocity, omegaw1o` — Угловая скорость
`scalar`

`Axle 2 initial velocity, omegaw2o` — Угловая скорость
`scalar`

`Constant efficiency factor, eta` — Эффективность
`1` (значение по умолчанию)

`Efficiency lookup table, eta_tbl` — Интерполяционная таблица
`M-by-N-by-L` массив

`Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts` — Закрутите точки останова
`1`-by-`M` вектор

`Efficiency speed breakpoints, omega_bpts` — Точки останова скорости
`1`-by-`N` вектор

`Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts` — Температурные точки останова
`1`-by-`L` вектор

`Ambient temperature, Tamb` — Температура окружающей среды
`scalar`

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