Limited Slip Differential

Ограниченный дифференциал как планетарный конический механизм

  • Библиотека:
  • Powertrain Blockset / Ходовая часть / Финал Управляет Модулем

    Vehicle Dynamics Blockset / Трансмиссия / Ходовая часть / Финал Управляет Модулем

Описание

Блок Limited Slip Differential реализует дифференциал как планетарную коническую зубчатую передачу. Блок соответствует, скос карданного вала связывают с короной (кольцевой) конический механизм. Можно задать:

  • Отношение поставщика услуг к карданному валу

  • Коронуйте местоположение колеса

  • Вязкие и ослабляющие коэффициенты для осей и поставщика услуг

  • Тип связи промаха

Используйте блок в анализе автомобильной трансмиссии уровня системы, чтобы составлять передачу степени с передачи на колеса. Блок подходит для использования в оборудовании в цикле рабочих процессах оптимизации и (HIL). Все параметры являются настраиваемыми.

В ограниченном дифференциале промаха, чтобы препятствовать тому, чтобы одно из колес уменьшилось, дифференциал разделяет, крутящий момент применился к левым и правым осям. С различным крутящим моментом, к которому применяются оси, колеса могут переместиться в различные скорости вращения, предотвратив промах. Реализации блока три метода для связи различных крутящих моментов применились к осям:

  • Предварительно загруженная идеальная муфта

  • Подсуньте зависимые скоростью данные о крутящем моменте

  • Введите зависимые данные о крутящем моменте крутящего момента

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

Эффективность

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

УстановкаРеализация

Constant

Постоянный КПД, который можно установить параметром Constant efficiency factor, eta.

Driveshaft torque, temperature and speed

КПД 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 ОписаниеУравнения

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

ηTdωd

PwrAxl1

Механическая энергия от оси 1

ηT1ω1

PwrAxl2

Механическая энергия от оси 2

ηT2ω2

PwrNotTrnsfrd — Степень, пересекающая контур блока, но не переданный

  • Положительные сигналы указывают на вход

  • Отрицательные сигналы указывают на потерю

PwrMechLoss

Общие потери мощности

W˙loss= (Pt+Pd+Pc)+PsPt=η(Tdωd+T1ω1+T2ω2)

PwrDampLoss

Потери мощности из-за затухания

Pd=(b1|ω1|+b2|ω2|+bd|ωd|)

PwrCplngLoss

Потери мощности, должные сжимать

Pc=Tc|ω¯|

PwrStored — Сохраненный тариф на энергоносители изменения

  • Положительные сигналы указывают на увеличение

  • Отрицательные сигналы указывают на уменьшение

PwrStoredShft

Изменение уровня сохраненной внутренней энергии

Ps=(ω1ω˙1J1+ω2ω˙2J2+ωdω˙dJd)

Динамика

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

Механический динамический ответДифференциальное уравнение
Коронуйте механизм

ω˙dJd=ηTd-ωdbd-Ti

Оставленная ось

ω˙1J1=ηT1-ω1b1-Ti1

Правильная ось

ω˙2J2=ηT2-ω2b2-Ti2

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

ηT1=N2Ti12TcηT2=N2Ti+12Tc

ωd=N2(ω1+ω2)

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

ϖ

Подсуньте скорость

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

η

Эффективность

Td

Крутящий момент карданного вала

T1

Ось 1 крутящий момент

T2

Ось 2 крутящих момента

Ti

Ось внутренний крутящий момент сопротивления

Ti1

Ось 1 внутренний крутящий момент сопротивления

Ti2

Ось 2 внутренних крутящих момента сопротивления

μ

Коэффициент трения

Reff

Эффективный радиус муфты

Ro

Кольцевой диск внешний радиус

Ri

Кольцевой диск внутренний радиус

Fc

Сожмите силу

Tc

Сожмите крутящий момент

μ

Коэффициент трения

Табличные блоки в Limited Slip Differential имеют эти установки параметров:

  • Метод интерполяции Linear

  • ExtrapolationMethod Clip

Идеальная связь муфты

Идеальная модель связи муфты использует скорость промаха оси и трение, чтобы вычислить крутящий момент муфты. Коэффициент трения является функцией скорости промаха.

Tc=FcNμ(|ϖ|)Refftanh(4|ϖ|)

Радиусы диска определяют эффективный радиус муфты, по которому действует сила муфты.

Reff=2(Ro3-Ri3)3(Ro2-Ri2)

Скорости вращения осей определяют скорость промаха.

ϖ=ω1ω2

Подсуньте связь скорости

Чтобы вычислить крутящий момент муфты, модель связи скорости промаха использует данные о крутящем моменте, которые являются функцией скорости промаха. Скорости вращения осей определяют скорость промаха.

ϖ=ω1ω2

Введите связь крутящего момента

Чтобы вычислить крутящий момент муфты, входная модель связи крутящего момента использует данные о крутящем моменте, которые являются функцией входного крутящего момента.

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

ηT1= ηT2=N2Ti

ωd==N2(ω1+ω2)

Порты

Входные параметры

развернуть все

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

Ось 1 крутящий момент, T1, в N · m.

Ось 2 крутящих момента, T2, в N · m.

Температура, в K.

Зависимости

Создать этот порт:

  • Установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

  • Выберите Input temperature.

Вывод

развернуть все

Сигнал шины, содержащий эти вычисления блока.

СигналОписаниеМодули

Driveshft

DriveshftTrq

Крутящий момент карданного вала

DriveshftSpd

Скорость карданного вала

rad/s

Axl1

Axl1Trq

Ось 1 крутящий момент

Axl1Spd

Ось 1 скорость

rad/s

Axl2

Axl2Trq

Ось 2 крутящих момента

Axl2Spd

Ось 2 скорости

rad/s

Cplng

CplngTrq

Закрутите связь

CplngSlipSpd

Подсуньте скорость

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

PwrNotTrnsfrd

PwrMechLoss

Общие потери мощности

W

PwrDampLoss

Потери мощности из-за затухания

W

PwrCplngLoss

Потери мощности, должные сжимать

W

PwrStoredShft

PwrStoredShft

Изменение уровня сохраненной внутренней энергии

W

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

Ось 1 угловая скорость, ω1, в rad/s.

Ось 2 угловых скорости, ω2, в rad/s.

Параметры

развернуть все

Блокируйте опции

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

УстановкаРеализация

Constant

Постоянный КПД, который можно установить параметром Constant efficiency factor, eta.

Driveshaft torque, temperature and speed

КПД 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).

Для получения дополнительной информации смотрите Методы интерполяции (Simulink).

Зависимости

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

Выберите, чтобы создать входной порт Temp для температуры.

Зависимости

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

Открытый дифференциал

Задайте связь колеса короны с карданным валом.

Передаточное отношение поставщика услуг к карданному валу, N.

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

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

Ось 1 вращательная инерция, J1, в kg · м^2.

Ось 1 линейное вязкое затухание, b1, в N · m·.

Ось 2 вращательной инерции, J2, в kg · м^2.

Ось 2 линейных вязких затухания, b2, в N · m·.

Ось 1 начальная скорость, ωo1, в rad/s.

Ось 2 начальных скорости, ωo2, в rad/s.

Постоянный КПД, η.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Constant.

Безразмерный массив значений для КПД как функция:

  • M введите крутящие моменты

  • N введите скорость

  • L температура воздуха

Каждое значение задает КПД 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.

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

Зависимости

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

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

Зависимости

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

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

Зависимости

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

Температура окружающего воздуха, Tair, в K.

Зависимости

Включить этот параметр:

  • Установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

  • Очистите Input temperature.

Подсуньте связь

Задайте тип связи крутящего момента.

Количество дисков.

Зависимости

Чтобы включить идеальные параметры муфты, выберите Pre-loaded ideal clutch для параметра Coupling type.

Эффективный радиус, Reff, используемый с прикладывавшей силой трения муфты, чтобы определить силу трения. Эффективный радиус задан как:

Reff=2(Ro3-Ri3)3(Ro2-Ri2)

Уравнение использует эти переменные.

Ro

Кольцевой диск внешний радиус

Ri

Кольцевой диск внутренний радиус

Зависимости

Чтобы включить параметры муфты, выберите Pre-loaded ideal clutch для параметра Coupling type.

Номинальное усилие предварительной нагрузки, в N.

Зависимости

Чтобы включить параметры муфты, выберите Pre-loaded ideal clutch для параметра Coupling type.

Вектор коэффициентов трения.

Зависимости

Чтобы включить параметры муфты, выберите Pre-loaded ideal clutch для параметра Coupling type.

Подсуньте вектор скорости в rad/s.

Зависимости

Чтобы включить параметры муфты, выберите Pre-loaded ideal clutch для параметра Coupling type.

Вектор крутящего момента, в N · m.

Зависимости

Чтобы включить параметры скорости промаха, выберите Slip speed dependent torque data для параметра Coupling type.

Подсуньте вектор скорости в rad/s.

Зависимости

Чтобы включить параметры скорости промаха, выберите Slip speed dependent torque data для параметра Coupling type.

Вектор крутящего момента, в N · m.

Зависимости

Чтобы включить входные параметры крутящего момента, выберите Input torque dependent torque data для параметра Coupling type.

Вектор крутящего момента, в N · m.

Зависимости

Чтобы включить входные параметры крутящего момента, выберите Input torque dependent torque data для параметра Coupling type.

Связь постоянной времени, в s.

Ссылки

[1] Deur, J., Ivanović, V., Хэнкок, M. и Assadian, F. "Моделирование Активной Дифференциальной Динамики". В продолжениях ASME. Системы транспортировки. Издание 17, стр: 427-436.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2017a

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте